1、精選優質文檔-傾情為你奉上北京郵電大學電磁場與微波測量實驗實驗一 天線的特性和測量學院： 電子工程學院 班級： 組員： 鄒夫、馬睿、李貝貝 執筆： 鄒夫 目錄專心-專注-專業1. 實驗內容1.1實驗目的1.了解天線的發射和接收信號的基本工作原理；2.認識和了解測量天線接受強度的基本裝置；3.了解天線的接受強度和接收天線與發射天線之間夾角的關系；4.了解喇叭天線的方向圖特性；5.掌握天線方向圖的測試方法。1.2實驗設備1.3實驗步驟測量的方法有兩種：1.固定天線法：北側的天線不動，以它為圓心在等圓周上測得場強的方式；2.旋轉天線法：標準天線不動為發射天線，而待測天線為接受天線，而自身旋轉一周所測

2、的方向圖。演示實驗采用的是旋轉天線的方法。測量步驟如下：可動天線每改變一個角度(大約為1°)記錄下來一個數值(檢波器或小功率計指示)，改變一周即得到360°范圍內的方向圖；方向圖自動測量實驗配置：利用電子和計算機技術，實現了數據采集、處理和方向圖繪制的自動化。測量時北側天線連續轉動，并接受信號源通過喇叭天線發送的微波信號。接收信號送天線幅度信號采集電路，經變換放大及A/D轉換后送給微機。這樣就可以得到測量范圍內，每一位置的幅度信號電平，根據這組數據，微機就可以進行數據處理并由輸出裝置輸出計算結果。下圖是試驗中天線方向圖自動測試的實驗配置：2.實驗原理2.1工作原理天線是一種

3、變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。天線特性測量實驗，將通過控制接收天線和發射天線之間夾角而改變和測量接收天線接收信號的強弱，掌握天線的接受強度和接收天線與發射天線之間夾角的關系。2.2天線重要參數2.2.1輻射效率r輻射效率r定義為：r=PrPi式中，Pr為天線輻射出的功率，單位為W；Pi為饋入天線的功率，單位為W。2.2.2輻射方向圖用極坐標圖來表示天線的輻射場強度與輻射功率的分布，天線的方向圖是表征天線輻射時電磁波能量(或場強)在空間各點的分布情況。天線方向圖能直觀地反映出天線輻射能量集中程度、方向圖越尖銳，表示輻射能量越集中，相反則越分

4、散。1.方向圖主瓣寬度通常圖形方向圖有多個葉瓣，其中最大輻射方向是葉瓣，稱主瓣，其余稱為旁瓣。在方向圖中，主瓣信息使我們最關心的。2.方向圖主瓣零點角方向圖零點角是指主瓣兩側零輻射方向之間的夾角，用20來表示。3.方向圖旁瓣電平旁瓣：在主輻射波瓣旁，還有許多旁瓣，其中HPBW為半功率波束寬度，輻射最大功率下降3dB時的角度；FNBW為第一零點波束寬度；SLL為旁瓣高度，輻射最大功率與最大旁瓣的差。4.方向圖旁瓣功率電平旁瓣電平=10lg功率方向圖旁瓣最大值功率方向圖主瓣最大值dB5.方向系數D在同一距離及相同輻射條件下，某一天線最大輻射方向上輻射功率密度Smax與無方向天線(點源)輻射功率密度

5、S0之比，用D來表示。D=SmaxS0輻射功率相同=Emax2E02輻射功率相同可見，方向性越尖銳的天線D越大，相反則D越小；若D=1，則表示為無方向性天線，是一個理想點源輻射場。2.2.3天線增益定義為G=PrPi其中，Pr為被測天線距離R處所接收到的功率密度，單位為W/m2；Pr為全向天線距離R處所接收到的功率密度，單位為W/m2。增益為G的天線距離R處的功率密度應為接收功率密度，即：Pr=GPt4R22.2.4天線輸入阻抗Zin=UI其中，U為在饋入點的射頻電壓；I為在饋入點上的射頻電流。3方向圖測試實驗數據3.1原始數據角度(°)幅度(dB)角度(°)幅度(dB)角

6、度(°)幅度(dB)0.00-31.98120.69-50.26242.68-56.160.24-31.98122.69-49.96244.68-57.272.72-32.00124.70-49.29246.69-56.994.71-32.16126.66-48.52248.64-57.746.69-32.51128.72-47.25250.64-59.038.69-32.87130.69-46.64252.65-57.6510.67-33.55132.70-46.45254.69-58.5112.67-34.13134.68-46.62256.68-58.9914.68-34.92

7、136.68-47.12258.67-60.1416.68-35.79138.71-47.73260.65-62.0518.70-36.68140.67-48.41262.69-63.4420.67-37.71142.68-49.76264.63-64.2622.70-38.68144.68-50.80266.65-62.5524.72-39.80146.67-52.05268.65-60.7526.69-40.86148.69-53.54270.67-59.2028.71-41.77150.67-54.83272.66-61.0530.69-42.61152.66-56.16274.69-6

8、3.3532.69-43.53154.67-56.57276.69-65.2434.69-44.29156.67-56.09278.69-63.8436.68-45.23158.70-55.10280.69-59.9838.69-45.82160.67-54.02282.64-59.6840.69-46.61162.68-53.18284.64-58.4942.69-47.39164.68-52.36286.65-58.0544.71-48.68166.70-52.31288.71-57.3346.70-50.60168.69-52.31290.67-57.2848.68-53.45170.6

9、6-52.37292.67-56.6250.68-57.28172.67-52.43294.68-55.6252.70-61.38174.65-53.20296.69-54.7354.66-62.65176.70-53.85298.69-54.4356.69-61.61178.70-54.74300.64-54.4758.70-61.82180.70-55.57302.65-54.4760.73-60.84182.67-55.41304.66-54.2262.66-59.68184.70-54.68306.69-54.3964.66-58.90186.66-53.82308.66-53.966

10、6.69-58.57188.66-53.31310.67-53.7168.66-59.29190.68-52.96312.69-53.6070.71-61.46192.63-53.05314.67-53.2172.71-64.68194.65-53.36316.65-52.9574.68-67.19196.68-54.09318.66-52.8176.70-66.56198.67-54.54320.66-53.2078.69-63.70200.69-55.58322.65-53.0880.68-61.51202.69-57.31324.66-53.1482.71-58.32204.68-58.

11、95326.66-52.3284.66-56.58206.68-60.78328.65-51.2586.71-55.58208.67-61.86330.63-49.8788.70-55.05210.63-60.78332.66-47.5790.68-55.52212.69-58.91334.67-45.6192.72-56.21214.67-57.75336.65-43.5594.69-56.78216.70-56.77338.66-41.4696.71-56.88218.69-56.14340.66-39.6498.67-56.80220.70-55.87342.67-38.05100.71

12、-56.65222.68-55.86344.68-36.61102.70-56.36224.69-56.44346.67-35.47104.69-55.66226.69-56.61348.63-34.53106.66-54.13228.66-56.54350.63-33.81108.71-52.66230.64-57.09352.65-33.14110.70-51.59232.62-57.43354.61-32.64112.70-50.96234.69-57.50356.70-32.22114.70-50.74236.66-57.38358.66-32.05116.68-50.52238.70-57.29360.66-31.99118.70-50.40240.69-56.453.2直角坐標圖3.3極坐