วัตถุประสงค์
1. ศึกษาการใช้เครื่องวิเคราะห์แถบความถี่ในการวัดความแรงของสัญญาณ
2. ศึกษาตัวแปรต่างๆ ในการรับสัญญาณของสายอากาศ
3. แสดงรูปแบบการแพร่กระจายคลื่น จากการทดลอง
3. แสดงรูปแบบการแพร่กระจายคลื่น จากการทดลอง
อุปกรณ์การทดลอง
1. สายอากาศแบบ Parabolic และ Slot
ภาพซ้าย : จานรับสัญญาณแบบ Parabolic, ภาพขวา : สายรับสัญญาณแบบ Slot
2. ออสซิเลเตอร์แบบ Dielectric Resonance Oscillator ความถี่ 5.8 GHz
3. Spectrum Analyzer
3. Spectrum Analyzer
4. สายนำสัญญาณ
5. เครื่องหมุนสัญญาณอากาศและวัดมุม
6. Power Supply
6. Power Supply
ขั้นตอนการทดลอง
1. ติดตั้งอุปกรณ์รับส่งสัญญาณที่ความถี่ 5.8 GHz และจ่ายไฟเลี้ยง 5 V. ดังรูป
2. ทดลองส่งสัญญาณ 5.8 GHz ด้วยการตั้งระนาบจานส่งแบบ Parabolic ในระนาบ Vertical และ จานรับสัญญาณแบบรับในระนาบ Vertical โดยการหมุนจานรับ
3. ปรับสัญญาณจากมุม 0 องศา จนถึง 355 องศา แล้วบันทึกค่าแอมพลิจูดของยอดคลื่นลงในตาราง
4. วาดการฟความสัมพันธ์ Front to Back Ration (F/B) ของสัญญาณกับค่ามุมที่จานรับสัญญาณหมุนไปในรูปแบบ Polar และ Rectangular โดยเทียบจุดที่มีค่าแอมพลิจูดสูงสุดให้เป็น 0 dB แล้วมุมอื่นมีค่าลดลงเป็นสัดส่วนตามลำดับ
5. เปลี่ยนการตั้งระนาบจานส่งสัญญาณแบบ Parabolic จากระนาบ Vertical เป็น ระนาบ Horizontal และจานรับสัญญาณแบบรับในระนาบ Horizontal และ Vertical โดยการหมุนจานรับสัญญาณจากมุม 0 องศา จนถึง 355 องศา แล้วบันทึกค่าแอมพลิจูดของยอดคลื่นลงในตาราง
6. เปลี่ยนไปใช้สายอากาศแบบ Slot (ส่งในระนาบ Horizontal ) บันทึกผลการทดลอง พร้อมวาดกราฟการแพร่กระจายคลื่น และแสดง Front to Back Ration (F/B) ของสายอากาศ
3. ปรับสัญญาณจากมุม 0 องศา จนถึง 355 องศา แล้วบันทึกค่าแอมพลิจูดของยอดคลื่นลงในตาราง
4. วาดการฟความสัมพันธ์ Front to Back Ration (F/B) ของสัญญาณกับค่ามุมที่จานรับสัญญาณหมุนไปในรูปแบบ Polar และ Rectangular โดยเทียบจุดที่มีค่าแอมพลิจูดสูงสุดให้เป็น 0 dB แล้วมุมอื่นมีค่าลดลงเป็นสัดส่วนตามลำดับ
5. เปลี่ยนการตั้งระนาบจานส่งสัญญาณแบบ Parabolic จากระนาบ Vertical เป็น ระนาบ Horizontal และจานรับสัญญาณแบบรับในระนาบ Horizontal และ Vertical โดยการหมุนจานรับสัญญาณจากมุม 0 องศา จนถึง 355 องศา แล้วบันทึกค่าแอมพลิจูดของยอดคลื่นลงในตาราง
6. เปลี่ยนไปใช้สายอากาศแบบ Slot (ส่งในระนาบ Horizontal ) บันทึกผลการทดลอง พร้อมวาดกราฟการแพร่กระจายคลื่น และแสดง Front to Back Ration (F/B) ของสายอากาศ
บันทึกผลการทดลอง
Angle (degree)
|
Horizontal polarization
Level (dBm) |
Vertical polarization
Level (dBm) |
0
|
-42.89
|
-60.18
|
5
|
-45.98
|
-66.34
|
10
|
-63.45
|
-78.10
|
15
|
-63.60
|
-77.45
|
20
|
-64.40
|
-77.53
|
25
|
-71.50
|
-84.81
|
30
|
-72.22
|
-85.59
|
35
|
-74.57
|
-84.35
|
40
|
-73.80
|
-85.67
|
45
|
-67.71
|
-81.47
|
50
|
-65.08
|
-80.60
|
55
|
-68.44
|
-83.10
|
60
|
-76.07
|
-85.48
|
65
|
-68.58
|
-82.74
|
70
|
-68.22
|
-81.54
|
75
|
-70.79
|
-83.00
|
80
|
-72.43
|
-84.6
|
85
|
-73.78
|
-84.5
|
90
|
-69.74
|
-84.2
|
95
|
-70.87
|
-84.7
|
100
|
-68.85
|
-82.99
|
105
|
-71.61
|
-83.2
|
110
|
-73.54
|
-85.6
|
115
|
-75.04
|
-86.33
|
120
|
-71.18
|
-84.6
|
125
|
-74.69
|
-86.00
|
130
|
-74.28
|
-85.00
|
135
|
-75.71
|
-86.00
|
140
|
-78.39
|
-85.60
|
145
|
-72.45
|
-89.20
|
150
|
-78.59
|
-91.67
|
155
|
-78.92
|
-88.09
|
160
|
-70.49
|
-89.53
|
165
|
-76.90
|
-81.51
|
170
|
-77.04
|
-79.74
|
175
|
-
|
-
|
180
|
-
|
-
|
185
|
-
|
-
|
190
|
-
|
-
|
195
|
-
|
-
|
200
|
-69.69
|
-83.20
|
205
|
-77.25
|
-84.41
|
210
|
-77.85
|
-86.71
|
215
|
-74.19
|
-87.98
|
220
|
-79.41
|
-85.15
|
225
|
-84.44
|
-86.99
|
230
|
-80.65
|
-85.20
|
235
|
-71.19
|
-86.44
|
240
|
-74.06
|
-82.10
|
245
|
-69.64
|
-85.32
|
250
|
-72.65
|
-84.25
|
255
|
-71.75
|
-83.90
|
260
|
-71.03
|
-90.00
|
265
|
-73.51
|
-86.48
|
270
|
-73.50
|
-85.99
|
275
|
-72.67
|
-89.00
|
280
|
-70.36
|
-86.02
|
285
|
-68.13
|
-87.7
|
290
|
-71.27
|
-85.23
|
295
|
-77.74
|
-84.93
|
300
|
-66.99
|
-84.06
|
305
|
-70.09
|
-82.49
|
310
|
-69.27
|
-84.31
|
315
|
-71.80
|
-91.70
|
320
|
-71.73
|
-87.9
|
325
|
-72.73
|
-85.21
|
330
|
-72.15
|
-89.84
|
335
|
-64.40
|
-80.50
|
340
|
-63.36
|
-78.24
|
345
|
-79.98
|
-80.73
|
350
|
-79.98
|
-79.26
|
355
|
-49.69
|
-64.68
|
**ช่วง 170 องศา ถึง 195 องศา เป็นช่วงที่ไม่สามารถวัดได้จากการทดลอง**
Plot of the radiation pattern
-Vertical Polarization
Front to back Ratio = |-60.18-(-79.74)| = 19.56 dB
First side lobe = 20 degree , 340 degree
3dB Beam width = 9 degree
First null= 10 degree , 348 degree
3dB Beam width = 9 degree
First null= 10 degree , 348 degree
-Horizontal Polarization
Front to back Ratio = |-42.89-(-77.04)| = 34.15 dB
First side lobe = 20 degree , 340 degree
3dB Beam width = 6 degree
First null= 10 degree , 348 degree
3dB Beam width = 6 degree
First null= 10 degree , 348 degree
Cross polarization discrimination = |-42.89-(-60.18)| = 17.29 dB
Gain = 22.174 dB
วิจารณ์ผลการทดลอง
การทดลองนี้จะเห็นว่าเครื่องรับสัญญาณสามารถรับสัญญาณได้ทั้งระนาบ Vertical และ Horizontial แต่เนื่องจากเครื่องส่งสัญญาณไม่สามารถส่งสัญญาณออกมาในระนาบเดียวได้ แต่เราสามารถแยกได้โดยการวัดจากอัตราขยายสัญญาณว่าระนาบใดมีความแรงมากกว่า การวัดความแรงของสัญญาณอาจมีการคลาดเคลื่อน มาจากการปรับมุมซึ่งอาจได้มุมไม่ตรงตามที่ต้องการจะวัด รวมทั้งการอ่านค่าจาก Spectrum Analyzer มีการวิ่งขึ้นวิ่งลง ของค่าที่วัดได้อยู่ตลอดเวลา (ค่าไม่นิ่ง) และยังมีสิ่งแวดล้อมรอบๆที่อาจส่งผลกระทบทำให้เกิดการสะท้อนของสัญญาณ ทั้งหมดนี้ทำให้ผลของสัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงไป
สรุปผลการทดลอง
การรับสัญญาณเมื่อตั้งจานรับสัญญาณ ที่รับสัญญาณจากเครื่องส่ง 0 องศา จะสามารถรับสัญญาณได้แรงที่สุด และ เมื่อปรับมุมการรับสัญญาณของจานรับสัญญาณ ไปที่มุมต่างๆ ตั้งแต่ 0-355 องศา (เลื่อนที่ละ 5 องศา) จะมีการรับสัญญาณลดทอนไปตามกราฟที่ได้จากผลการทดลอง
