天线远场测量系统

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5.3 天线远场（幅度、相位）测量系统

天线远场幅度/相位测量系统由辅助发射天线与支架，天线测试转台（X 、Y 、方位）、信号接收机采用矢量网络分析仪、数据采集处理及控制器、天线远场测量软件及计算机组成。测试系统的频率范围可覆盖30MHz - 40GHz 。该系统可测量天线的远场幅度方向图、相位方向图和相位中心的位置、正交极化方向图、增益、波束宽度、旁瓣电平等，并可自动生成测试报告。

辅助发射部分包括信号源、功率放大器（远距离时备用）、发射天线、天线支架组成。测试部分由被测天线、标准增益天线、电缆（开关备用）、测试转台、接收机（矢量网络分析仪、幅相测量接收机）、（LNA 、下变频

器毫米波测量备用）、数据采集器、数据处理软件和系统控制计算机等组成。方框图见下图：【相位方向图】

H D M i c r o

天线测试方法介绍

天线测试方法介绍对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。例如，500MHz以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(anechoic chamber)，这是20世纪60年代就出现的技术。遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。其它技术包括近场和反射面测试。选用哪种天线测试场取决于待测的天线。为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。远场测量可以在室内或室外测试场进行。室内测量通常是在微波暗室中进行。这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。在锥形微波暗室中，锥体形状被用来产生照射。图1：这些是典型的室内直射式测量系统，图中分别为锥形(左)和矩形(右)测试场。

天线测试平台搭建方法介绍

NSAT-5000微波天线自动测试系统介绍一、研发背景天线测试一般有两方面的特性：电路特性（输入阻抗，效率等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位等）。天线测试系统的任务就是用实验的方法检定和检验天线的这些参数特性。 NSAT-5000微波天线自动测试系统突破单一测试的局限性，提供专业的测试步骤，实现天线电路特性和辐射特性测试，帮助用户大幅度的提高测试效率。借助系统软件可对系统内各个设备进行同步远程控制。本测试系统由工业电脑、矢量网络分析仪、频谱分析仪、远程数据通信装置、合成信号源等设备搭配专业的天线测试系统软件所组成。能够实现对天线各端口进行自动化测试，用户只要录入被测天线的批次号、产品型号以及产品编号，便可对天线进行自动测试，保存测试数据到本地电脑。用户可根据需要查询测试数据并生成报表。二、软件特点 ●兼容中电41所（思仪）、是德科技（Keysight）、安捷伦(Aglient)、日本安立（Anritsu）、罗德与施瓦茨（R&S）、韩国兴仓（Protek）、 HP等主流仪器型号。 ●自动对系统内各个设备进行同步远程控制并对天线的电路特性（输入阻抗，效率等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位等）完成测试。 ●自动测量天线的幅度方向图、增益、相位中心等指标。

●自动保存配置信息、测试数据保存到本地电脑，方便随时查询。 ●自动生成测试报告，用户可根据需要定制报告模板。 ●操作方便简单，提高测试效率。三、主要测试项目测试项目所用仪器主瓣电平信号源，矢网旁瓣电平(dB)信号源，矢网增益信号源，矢网天线效率信号源，矢网水平面半功率波束宽度(°)信号源，矢网垂直面半功率波束宽度(°)信号源，矢网隔离度(dB)信号源，矢网交叉极化比(dB)信号源，矢网前后比(dB)信号源，矢网电压驻波比信号源，矢网输入阻抗信号源，矢网主方向倾斜度信号源，矢网方向图一致性(dB)信号源，矢网四、基于硬件 ●信号源 ●矢量网络分析仪 ●频谱分析仪 ●远程数据通信装置五、系统图示 NSAT-5000天线测试系统由工业电脑、频谱分析仪、远程数据通信装置、合成信号源转台等设备搭配专业的天线测试系统软件所组成。

天线近场测量的综述

内部☆ 天线近场测量的综述 An OutIine of Near Field Antenna Measurement 一引言天线工程一问世．天线测量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否。随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法。然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用。为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用了离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场测量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前。四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进入了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据；与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进入了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段。二、近场测量技术发展的过程近场测量的技术研究从五十年代发展至今，其研究方向大致经历四个阶段，如表1所示。表1 近场测量技术所经历的时间

各个时期的研究内容可概述为以下几个方面 1．理论研究在Barrett等人的实验之后，Richnlond等人用空气和介质填充的开口波导分别测量了微波天线的近场，并把由近场测量所计算得到的方向图与直接远场法测得的结果相比较，其方向图在主瓣和第一副瓣吻合较好，远副瓣和远场法相差较大。于是人们就分析其原因，最终归结为探头是非理想起点源所致，因此，出现了各种方法的探头修正理论。直到1963年Karns等人提出了平面波分析理论才从理论上严格地解决了非点源探头修正的问题。与此同时，Paris和Leach等人用罗仑兹互易定理也推出了含有探头修正的平面波与柱面波展开表达式[1，2]。Joy等人也给出了含有探头修正下的球面波展开式及其应用[3 ]。至此，频域近场测量模式展开理论已完全成熟，因此研究者的目光投向了应用领域。在随后的十年里，美国标准局(NBS)等研究机构进行大量的实验证明此方法的准确性[4]，其中取样间隔、探头型式的选择以及误差分析是研究者们关心的热门问题。 2．取样间隔及取样间距由于模式展开理论是建立在付里叶变换的基础上，根据付里叶变换中抽样定理[5]，对带宽有限的函数。用求和代替积分，用增量代替积分元不引人计算误差，而平面、柱面、球面的模式展开式对辐射场而言都是带宽有限的函数，忽略探头与被测天线间的电抗耦合(取样间距选取的准则)，取样间隔与取样间距按表2所示的准则进行选取(参看图1坐标系)。表2 取样间隔与取样问距的准则表中：λ—工作波长；d—探头距被测天线口径面的距离；a—完全包围教测天线最小柱面或球面的半径；a'—极平面取样的最大圆半径．

天线测试方法介绍

天线测试方法介绍来源：Vince Rodriguez公司对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。例如，500MHz 以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(anechoic chamber)，这是20世纪60年代就出现的技术。遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。其它技术包括近场和反射面测试。选用哪种天线测试场取决于待测的天线。为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。远场测量可以在室内或室外测试场进行。室内测量通常是在微波暗室中进行。这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。在锥形微波暗室中，锥体形状被用来产生照射。

RFID天线调试总结

RFID 天线调试总结一． R FID 天线工作原理 RFID 天线不是传统意义上的天线，传统天线是通过向空中辐射电磁波来传输电磁信号，天线工作于远场区，为了能把电磁信号辐射到空中，天线的长度需和工作的波长相比拟。RFID 天线的工作距离远小于传统天线，传统天线的工作距离远大于波长，例如手机天线需要接收来自几百米甚至几十公里以外的基站信号，收音机天线需要接收来自几十甚至几百公里以外的发射塔的信号。RFID 天线工作距离远小于工作波长，工作于近场耦合区。例如ISO14443-A/B 的工作距离只有几个厘米，远小于22.12m 的工作波长，通过电磁耦合进行电磁能量的传输，RFID 天线可以看作是一个耦合线圈。RFID 天线是利用安培定律：电流流经线圈，在线圈周围产生磁场，再利用电磁感应定律：时变磁场穿过闭合空间产生感应电压，让标签得电开始工作。标签和读卡器也通过该电磁场来进行信息交换。二． R FID 天线等效电路 RFID 天线可以用如图1所示的等效电路表示。线圈电感为Lant ，Rs_ant 为线圈的损耗电阻，Cant 为线圈之间和连接器之间的寄生电容。图1 天线等效电路要使得天线工作于13.56MHz ，那么可以在天线外部并联或串联一个电容，将电容和天线线圈组成一个LC 谐振电路，调整该并联或串联的电容大小，使得谐振频率为13.56MHz 。那么此时，读写器可通过此谐振电路将能量传输至射频卡。由汤姆逊公式： (1 2f π= 可知，天线的工作频率(谐振频率)和Lant 、C 有关。三．天线调试读写卡模块天线原始匹配电路如图2所示。

图2 天线匹配电路该天线匹配电路采用串联匹配的形式，由于读卡芯片支持双天线，且为了增强抗干扰能力，匹配电路采用此平衡电路。电容C1~C6是匹配电路用于调整输入阻抗和工作频率的，电阻R1，R2是调整天线Q值的，在此，天线Q值确定，所以不用调整该电阻值。读写卡模块样机制作出来未调节天线匹配电路时，用公司门禁卡(S50卡，后面测试均使用该卡测试)测试读卡距离仅为3.6cm左右，远远达不到要求。通过用网络分析仪测量天线，Smith圆图如图3所示：图3 未调电容前的天线Smith图由图可知，此时的谐振点偏低，那么需要将谐振点调高，即需要将电容调小。对应图2中，需要将C2，C3并联后的值，以及C4，C5并联后的值调小，调试过程中，发现将C3，C5的值调为36pF时，用公司门禁卡(S50卡)测试读卡距离，发现有5cm左右，用网络分析仪测量天线，Smith圆图如图4所示：

天线方向图测试系统操作说明

大连理工大学实验预习报告姓名：牛玉博班级：电通1202 学号：201201203 实验六天线方向图测试本系统主要用于线天线E面方向图测试，可动态、实时绘制极坐标和直角坐标系方向图曲线，保存测试数据用于后续分析处理。系统使用步骤示意如图0.1所示。图0.1 系统使用步骤示意图 1系统连接测试系统由发射装置、接收装置和控制器三大部分组成，三部分的连接示意如图1.1所示。连接时注意信号线要根据待测工作频率接至对应端子，并将接收装置方向调整到正确姿态。

图1.1 系统连接示意图发射装置包含400MHz 和900MHz 两个频点的发射电路和天线，如图1.2所示。接收装置包含400MHz 和900MHz 两个频点的接收电路和天线，并具有天线旋转机构，如图1.3所示。控制器利用触摸屏完成所有测试操作和方向图曲线的实时绘制，如图1.4所示。图1.2 发射装置图1.3 接收装置此处少一图（图1.4 测试控制器）、待发。 2 控制器操作 2.1 打开控制器电源，等待系统启动，进入提示界面，如图2.1所示。

图2.1 方向图测试系统提示界面 2.2点击界面任意位置，进入“实测方向图”界面，如图2.2所示。图2.2 实测方向图界面 2.3点击图2.2中的“频率选择”按钮，选择与硬件链接对应的工作频率。 2.4点击“天线长度”数字框，输入实际天线长度（单位为毫米），并按“确定”确认，如图2.3所示。

图2.3 天线长度输入界面 2.5点击“机械回零”按钮，接收天线旋转，当到达机械零点基准点时，自动停止旋转，如图2.4所示。注意：机械回零完成之前不要做其它操作！图2.4 机械归零界面 2.6点击“归一化”按钮，接收天线旋转，搜索信号最大值，并提示“归一化进行中”。当到天线旋转一周时，搜索结束，如图2.5所示。注意：归一化完成之前不要做其它操作！

毫米波紧缩场天线测量技术和系统

毫米波紧缩场天线测量技术和系统来源：互联网一、毫米波紧缩场天线测量技术紧缩场测量技术是为解决室外远场测量遇到的对准困难、保密性差、测量对气候条件要求高等问题而提出的一种测量方式。由于远场天线测量的条件是要使天线表面的最大相位差达到22.5°，即要使待测天线的最小距离大于临界值。这个距离随着天线运行频率的上升而不断增大。紧缩场测量技术就是在这个背景下提出来的一个应对高频天线测量的解决方案。紧缩场的基本原理是：使待测天线和发射天线之间的距离减小，从而使测量系统变得紧缩起来。在紧缩场系统中，我们认为馈源出射的波是球面波，球面波经过一个或多个发射面镜的发射和转换后，将形成符合天线源场测量的类似与平面波的出射场，我们称之为伪平面波。在实际环境中，绝对意义上的平面波是不存在的，通过球面波的远距离传输或者反射镜转换来无限逼近平面波是远场测试的宗旨，也是伪平面波的定义来源。传统上，学术界普遍接受的紧缩场的评判指标有以下五项： ■设计加工难度； ■运行频带宽度； ■静区质量； ■高紧缩性； ■交叉极化隔离度。其中设计加工难度指的是紧缩场在研究设计和加工生产中遇到的难度。按照不同类型来分，紧缩场的加工设计难度是不同的。比如透镜型紧缩场有着中等的设计难度，但却有着较大的制造难度；而全息型紧缩场有着较大的设计难度，加工制造起来却是很方便的。相对前两种紧缩场而言，反射面紧缩场的设计难度和制造加工难度属于中等水平。在反射镜紧缩场中，实际运行的频带宽度还将最终系统中的馈源、反射镜面的加工误差等因素的影响。因此在设计方案中能达到的宽度需要尽量的宽。现在比较常见的单反射镜紧缩场的运行宽度可以达到。

天线及其测量方法

现代微波与天线测量技术
第 6 讲：无源天线及其测量技术
彭宏利
博士
2008.11
微波与射频研究中心上海交通大学－电信学院－电子工程系

第 8 节：无源天线及其测量技术
8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 能的影响 8.8. 8.9. 8.10. 8.11. 天线概述；天线主要性能指标； Helical 外置天线； PIFA 内置天线； Monopole 内置天线； PIFA 和 Monopole 天线比较；天线性能与环境：其它部件对手机天线性天线测量条件和测量参数；天线方向图测量技术；天线增益测量技术；天线极化参数测量
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8.1. 天线概述
8.1.1. 天线的定义
在无线电发射和接收系统中，用来发射或接收电磁波的元件，被称为天线。
8.1.2. 天线的作用
天线的作用是转换电磁波的型态：
? ? ? ? 发射天线将电路传输结构中的导引波转换成空间中的辐射波；接收天线将空间中的辐射波转换成电路传输结构中的导引波；接收和发射天线是互易的。导引波（Guided wave）：电磁波被局限在一般电路中，沿传输线往特定的方向前进，分析参数为电压和电流。 ? 辐射波（Radiation wave）：电磁波可以往空间任意方向传播，分析参数为电场和磁场。
8.1.3. 天线工作机理
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导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关。如果两平行导线的距离很近，则两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，辐射很微弱。如果两导线张开，则由于两导线的电流方向相同，两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度ｌ远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱。当导线的长度可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，能形成较强的辐射。通常将能产生显著辐射的直导线称为振子。
8.1.4. 天线分类基站天线：
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远场天线测试系统

远场天线测量系统睿腾万通科技有限公司

目录 1概述 (3) 2用户需求分析 (4) 2.1用户需求 (4) 2.2用户远场环境 (4) 3远场天线测量系统特点 (5) 4远场天线测量系统 (5) 4.1系统组成 (5) 4.2系统清单 (6) 4.3系统布局 (8) 4.4系统原理 (8) 4.5系统测试能力 (11) 4.6射频链路预算 (11) 4.7系统扩展性 (12) 5分系统设计 (12) 5.1机械子系统 (12) 5.2控制子系统 (16) 5.3射频子系统 (17) 5.4天线测量软件 (20) 6培训 (21) 6.1安装期间培训 (22) 7系统维护、保修等 (23) 7.1服务优势 (23) 7.2专业的售后服务保障团队 (23) 7.3系统维护服务保障 (24)

1概述成都睿腾万通科技有限公司很高兴能有机会为客户推荐一套由本公司研发、集成的的远场天线测量系统。睿腾万通公司是一家专门从事天线测量产品的研发、集成、生产与销售的高科技企业。公司以电子科技大学为技术依托，技术团队由多名业内资深的技术专家组成，团队成员的专业领域覆盖电磁场与微波技术，软件工程，自动化控制，结构机械等，具有博士、硕士学历人员占40%。公司具体从事业务覆盖通用近场、远场的开发与集成，基于通用天线测量系统的功能升级，数字阵、相控阵列快速测量与诊断的解决方案，以及天线测量技术咨询与服务。公司掌握远近场天线测量的核心算法与控制，具有丰富的系统集成与研发能力。我们为国内多个用户提供过系统集成方案，测试频率从500MHz至110GHz，集成系统包括室内远场、室外远场、平面近场及紧缩场。本方案推荐了一套多轴转台远场天线测量系统，以满足客户的当前以及未来产品的测量需求。推荐的远场测量系统采用4轴被测天线转台，集成是德科技的射频组建，使用睿腾万通公司自主开发的远场天线测量软件及控制系统，构成一套具有高可靠性，高性能的远场测量系统，测量系统除了能够进行常规的远场测量外，还具天线罩参数测量、相控阵及数字阵列的扩展功能。更进一步的细节将在后面的章节有所描述。为了使客户充分地了解和使用此套天线测量系统的特性和功能，睿腾万通将在现场安装验收期间提供近场测量系统涉及到的测量理论、系统应用、实际操作和维护的详细培训。并在用户使用过程中提供良好的技术服务的咨询。我们衷心希望能够同用户的专家合作，提供一套高性能远场测试系统。这是一个令人兴奋的工程，我们期待与客户在此项目上完美愉快和顺利的合作。

天线近场测量的综述

各个时期的研究内容可概述为以下几个方面 1．理论研究在Barrett等人的实验之后，Richnlond等人用空气和介质填充的开口波导分别测量了微波天线的近场，并把由近场测量所计算得到的方向图与直接远场法测得的结果相比较，其方向图在主瓣和第一副瓣吻合较好，远副瓣和远场法相差较大。于是人们就分析其原因，最终归结为探头是非理想起点源所致，因此，出现了各种方法的探头修正理论。直到1963年Karns等人提出了平面波分析理论才从理论上严格地解决了非点源探头修正的问题。与此同时，Paris和Leach等人用罗仑兹互易定理也推出了含有探头修正的平面波与柱面波展开表达式[1，2]。Joy 等人也给出了含有探头修正下的球面波展开式及其应用[3 ]。至此，频域近场测量模式展开理论已完全成熟，因此研究者的目光投向了应用领域。在随后的十年里，美国标准局(NBS)等研究机构进行大量的实验证明此方法的准确性[4]，其中取样间隔、探头型式的选择以及误差分析是研究者们关心的热门问题。 2．取样间隔及取样间距由于模式展开理论是建立在付里叶变换的基础上，根据付里叶变换中抽样定理[5]，对带宽有限的函数。用求和代替积分，用增量代替积分元不引人计算误差，而平面、柱面、球面的模式展开式对辐射场而言都是带宽有限的函数，忽略探头与被测天线间的电抗耦合(取样间距选取的准则)，取样间隔与取样间距按表2所示的准则进行选取(参看图1坐标系)。表2 取样间隔与取样问距的准则表中：λ—工作波长；d—探头距被测天线口径面的距离；a—完全包围教测天

基于微波暗室的天线的近远场测量及应用研究

本科生毕业论文（设计）题目：基于微波暗室的天线近远场测量及应用研究系部电子信息工程学院学科门类工科专业XXXXXXXXX 学号XXXXXXX 姓名XX 指导教师XX 2013年XX

基于微波暗室的天线近远场测量及应用研究摘要微波暗室是一个能够屏蔽外界电磁干扰、抑制内部电磁多路径反射干扰、对来波能够几乎全部吸收的相对寂静的电磁测量环境。通过远场和近场测量软硬件系统可精确测量雷达、通信设备的天线参数和导弹及各种飞行目标电磁散射特性等,同时可进行微波电路、元器件的网络参数测量和高频场仿真等。微波暗室的建成可以极大改善电磁场与微波技术学科的实验环境和实验手段,对培养高层次军事微波应用人才,开展新武器装备微波应用技术研究和提高教学科研水平具有重要作用。本文将介绍微波暗室设计原理的研究与应用，微波暗室回波损耗的检测以及微波暗室有限测试距离对天线远场测量的影响。并在最终应用于圆柱形GPS接收天线及2.4GHz高增益阵列微带天线的测量中。关键词：微波暗室回波损耗天线的近远场测量 Abstract Anechoic chamber is a shielded external electromagnetic interference, multipath reflection suppress internal electromagnetic interference, almost all to wave the relative silence electromagnetic absorption measurement environment. Antenna parameters can be accurately measured by the far-field and near-field measurement hardware and software system radar, communications equipment and missiles and flight target electromagnetic scattering properties, microwave circuits, components of the network parameters measurement and high-frequency field simulation . The completion of the anechoic chamber can greatly improve the electromagnetic field and microwave technology disciplines experimental environment and experimental means, an important role in the training of high-level military microwave applications talents, new weapons and equipment microwave application technology research and improve the level of teaching and research. This article describes the research and application of microwave chamber design principles, anechoic chamber return loss testing and anechoic chamber limited testing from the far-field antenna measurement. And eventually applied to the cylindrical GPS receiving antenna and 2.4GHz high gain array microstrip antenna measurement. Keywords: microwave darkroom return loss of the antenna near-and far-field measurements

各种近远场天线测量系统比较

按照天线场区的划分，天线测量系统可分为远场测量系统和近场测量系统。 1. 远场测量系统远场测量系统按使用环境可分为室外远场测量系统和室内远场测量系统。室外远场需要较长的测量距离，通常用天线高架法来尽量减小地面反射，其他架设方法还有地面反射法和斜距法。室外远场测量需要在合适的外部环境和天气下进行，同时，室外远场对安全和电磁环境有较高要求。室内远场在微波暗室中进行，暗室四周和上下铺设吸波材料来减小电磁反射。如果暗室条件满足远场测量条件，可选择传统远场测量法，如果测量距离不够远场条件，可以选择紧缩场，通过反射天线在被测天线处形成平面电磁波。 2. 近场测量系统近场测量在天线辐射近场区域实施。在三至五个波长的辐射近场区，感应场能量已完全消退。采集这一区域被测天线辐射的幅度和相位数据信息，通过严格的数学计算就可以推出被测天线测远场方向图。按照扫描方式的不同，常用的近场测量系统可以分为平面近场系统、柱面近场系统和球面近场系统。（1）近场测量系统平面近场测量系统在辐射近场区的平面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于增益>15dBi的定向天线、阵列天线等，最大测量角度<± 70 º。

（2）柱面测量系统柱面近场测量系统在辐射近场区的柱面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于扇形波束和宽波瓣的天线。（3）球面测量系统球面近场测量系统在辐射近场区的球面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于低增益的宽波瓣或全向天线。 3.如何选择天线测量系统，需要考虑到的几个重要的特性和指标： 1.天线应用领域； 2.远场角度范围：远场波瓣图坐标系、各种天线性能参数定义、副瓣和后瓣特性； 3.电尺寸：根据电尺寸和计算出远场距离； 4.方向性指标：宽波瓣或窄波瓣； 5.工作频率和带宽：工作频率设计到吸波材料尺寸和暗室工程设计及造价； 6.环境和安全性要求：天气、地表环境等因素； 7.其他因素：转台或铰链、通道切换开关等。近场（平面、柱面、球面）测量系统与远场|（室外、室内、紧缩场）测量系统的能力比较

手机智能天线测试系统

手机智能天线测试系统本文描述了一项由德州仪器公司(TI)发起、弗吉尼亚理工学院和州立大学的弗吉尼亚科技天线组(VTAG)和移动便携式无线研究组(MPRG)合作完成的研究项目。该项目重点确定智能发送和接收手机天线的可行性，其目的是为了论证这种天线具有更低的功耗、更大的容量及更好的链接可靠性。研究课题包括开发新的智能天线算法及评估链接可靠性和容量的提高。为了评估智能天线在实际应用环境中的性能，研究者采集了一套综合的时空向量信道测量方法。数据采集由VTAG开发的四个阵列硬件测试平台完成，它们是手持式天线阵列测试平台(HAAT)、MPRG天线阵列测试平台(MAAT)、失量脉冲响应(VIPER)和发射分集测试平台(TDT)。图1：在多径环境下采用HAAT的典型试验。一个发射器用于分集组合试验，第二个发射器可用于采用自适应波束成型算法的抗干扰试验。智能天线可大大提高第三代手持式无线设备的性能。MPRG和VTAG两个研究团队共同组成了一个联合小组负责研究TI公司智能手机天线的关键特性，包括采集天线及传输测量数据、评估分集及自适应算法、仿真整体系统性能，以及量化对带智能天线的手机造成影响的基本现象。自该项目于1998年7月启动以来，我们已开发了三种工具：手持式天线阵列测试平台(HAAT)、向量多径传播仿真器(VMPS)、以及宽带VIPER测量系统。我们已使用这些工具及MPRG天线阵列测试平台(MAAT)来了解手机天线阵列的传输环境，这些信息已经用来预测手机智能天线的性能。广泛的2.05GHz测量表明，在可靠性为99%时，在户外和室内非直线可视环境下的窄带系统上实现7-9dB链路增益预算。这些增益可利用手机分集和自适应的小天线阵列获得，天线间的隔离间距为0.15波长或更大。其他的测量表明，利用自适应波束形成(beamforming)算法可将单个干扰信号降低25-40dB。因此，可靠性、系统容量和传输功率性能都可得到大大提高。系统开发 1 手持式天线阵列测试平台 HAAT系统可用来评估在分集组合和自适应波束形成试验中各种天线配置的性能(典型的应用如图1)。图2给出了一个采用HAAT系统的典型试验场景。接收器将来自两个或更多接收信道的信号下变频到基带。这些信号被记录在数字录音带上，以便利用适当的算法进行离线处理。接收器在2.8米长的轨道上以模仿人行走的恒定速度移动。一个小型手持式无线电装置支撑着两个天线，天线的间隔和方向是可变的。该系统具有如下特性：

近场天线测量作业

作业一：分别采用直接求和与快速Fourier 变换（FFT ）两种方法计算出)(ωF ，并与理论计算结果比较，并比较两种方法所用时间。 1. 已知x e x f -=)( 求 dx e e F x j x πωω2)(? ∞ ∞ --= 直接积分：2 )2(12 )(πωω+= F (1-1) 当ω很大时，0)(≈ωF 取100=Ω时，010 )(5 ≈<-ωF 故近似认为当Ω>ω时，0)(≈ωF ，即可以近似认为f （x ）是一个谱宽有限得函数，带限为2Ω，取005.02=Ω ≤?ππ x ，则由取样定理有 2()m x j m x m F e e x πωω∞ -??=-∞ = ???∑ 令x N n ?=ω， ∑-- =?-?≈12 2 2)(N N m N mn j x m x e e F πω 令,2 k N m =+ 则有 ∑-=-?--?≈?10 )2 (2)2 ()(N k N k N n j x N k x e e x N n F π ∑-=?- -?-=10 2)2 () 1(N k N kn j x N k n e xe π ∑-=-=1 2)1(N k N kn j k n e f π (1,,1,0-=N n Λ) (1-2)

其中： ??? ? ??? -=?-=?=?-?-1 ,,212, ,1,0)2()2(N N k xe N k xe f x k N x N k k ΛΛ (1-3) 取N=2048，则1024*0.005≈5，12 <

基于射频矢量网络分析仪的天线测试系统

基于射频矢量网络分析仪的天线测试系统郭荣斌王亚海中国电子科技集团公司第四十一研究所青岛266555 摘要为射频天线远场方向图的测试提供了两种经济实用的测试系统射频一体化矢量网络分析仪ＡＶ３６２０方向图引言天线是电子信息系统必不可少的重要组成部分天线测试技术已成为发展电子信息系统的核心技术之一数量巨大射频天线国外从事天线测试技术研究的厂家比较多代表产品有Agilent85301B天线测量系统该所以AV3630矢量网络分析仪为核心该系统可以根据用户的测试要求和场地等实际情况组成等多种组合形式工作频率范围覆盖了45MHz但随着数字移动通信的飞速发展成本低价格便宜的天线自动测量系统工作原理最后给出了测试系统结果基于射频矢量网络分析仪的天线测试系统的组成在数字通信电子战装备的推动下家族化由于射频矢量网络分析仪具有成本低价格便宜是理想的频率变换和数据采集设备外配天线转台就可以组成简易天线测试系统该系统主要由矢量网络分析仪控制计算机及测量控制软件等四个部分组成价格非常便宜但由于矢量网络分析仪信号源输出功率有限A V3619矢量网络分析仪设置为传输测量方式通过GP-IB接口控制转台和矢量网络分析仪协调工作图1 自动生成人机对话界面信号源功率测量点数等参数然后进行频率响应校准可以采用矢量网络分析仪外触发方式转台控制器输出旋转脉冲给天线转台旋转

口测量点数与触发脉冲数相等而矢量网络分析仪的测量点数与外触发脉冲有一一对应关系并保持旋转和采样均匀同步将天线转台旋转的角度与矢量网络分析仪的测量值用直角坐标或极坐标的形式显示出来图2 AV3620 天线测试系统基于矢量网络分析仪的天线测试系统测量仪器与仪器之间的同步问题对AV3620高精度射频一体化矢网也是适用的旋转脉冲同步方式就不适用图2给出了基于A V3620矢量网络分析仪的射频天线自动测试系统框图可以采用图1所示的测量方式用矢量网络分析仪内置信号源做测试信号图2所示采用外配信号源的方案带来的问题外配信号源与矢量网络分析仪之间同步问题通过GP-IB接口控制天线转台通过人机对话界面可以设置测量频率扫描角度利用AV3620矢量网络分析仪固定频率偏移测试功能为实现同步锁相接收参考天线输出经放大器放大在计算机的控制下适时同步触发矢量网络分析仪采集数据采集数据并绘制方向图测试系统分析为了拓展射频矢量网络分析仪的应用空间可以根据用户实际需求组成不同类型的天线测试系统测量天线参数主要有频率范围主瓣宽度

近场天线测量作业

一. 利用一维驻相法推导天线的远场方向函数与柱面波谱() n a h ，()n b h 的关系式。 22Λk h ρr sin θz r cos θ ?r ?sin θ0cos θρ??θcos θ0sin θφ??φ010z =-==?????? ? ???=- ? ??? ??? ??????? () ()1 j π 2 2n j Λρ4n 2H Λρj e e πΛρ-??= ??? () ()1 j π 2 2n j Λρ4n 2H Λρj e e πΛρ--??'= ??? () ()()()() n 422jn φjhz n,h n n j ??M r H ΛρρH Λφe e ρ-??'=-???? () ()() ()()()()()24222jn φjhz n,h n n n jh nh Λ???N r ΛH ΛρρH ΛρΛφH Λρz e e k k ρk -??'=-++???? ()()()()()()44n,h n,h n n n E a h M r b h N r dh ∞ +∞ -∞ =-∞??= +???? ∑? ()()()()()()44n,h n,h n n n k H a h N r b h M r dh j ωμ∞ +∞ -∞ =-∞ ? ?= +? ???-∑? 先计算 ()() ()()()()() ()()4n,h n n 22jn φjhz n n n 11j πj π22n j Λρn j Λρjn φjhz 44n 1j π j π 2 n jn φ44n a h M r dh j ??a h H ΛρρH Λφe e dh ρjn 22??a h j e e ρj e e Λφe e dh ρπΛρπΛρ2jn ??a h j e e ρe ΛφπΛρρ+∞ -∞ +∞ --∞ +∞-----∞+∞ --∞ ??'=-???? ????????=- ? ???? ???????????=-? ?????? ???())j Λρjhz 1 j π j π 2 jr θh cos θ n jn φ44n e e dh 2jn ??a h j e e ρe Λφe dh πΛρρ--+∞ --+-∞ ?????=-?? ??????

西安电子科技大学《天线测量》教学大纲

西安电子科技大学《天线测量》教学大纲课程ID0221035课程名称天线测量学分数 3.0学时数46 课程性质专业限选适用专业电子信息工程类开课学期6先修课程电磁场理论、天线原理开课院系电子工程学制定时期2010-3-1 院一、课程地位、基本要求以及与其他课程的联系本课程是微波电信专业选修的专业课，通过该课程的学习使学生掌握天线测量的基本理论和方法，培养学生分析和解决实际问题的能力以及实际动手的能力，为学生今后走上工作岗位打下一个良好的基础。基本要求是通过课程教学、实验、示教等教学环节使学生掌握天线测试场的设计与鉴定准则；掌握天线基本参数的测量原理和方法；学会常规测量仪器和先进测量仪器基本操作方法以及测量原理。本课程是《天线原理》课程内容的补充与应用。《天线原理》课程完成天线基本理论的教学；《天线测量》课程完成天线基本参数测量原理和实验的教学。二、课程内容和学时分配（1）理论教学绪论 1学时天线场地设计与鉴定 8学时天线方向图的测量 2学时天线增益的测量 3学时天线极化的测量 6学时天线阻抗的测量 4学时天线相位方向图的测量 4学时天线源场测量 2学时

天线近场测量 6学时用射电源测量天线的电参数和现代天线测量设备与系统介绍 2学时（2）实验教学每个实验2小时，共计4个实验，具体内容为：实验一：对称阵子和无源阵子天线方向图的测量实验二：对称阵子输入阻抗的测量实验三：喇叭天线增益的测量实验四：天线计划参数的测量（3）示教教学用矢量网络分析仪测量天线的阻抗特性；微波暗室的设计与建造三、实验要求（1）实验前必须充分理解实验测量原理，会出测量方框图，熟悉所用仪器的使用方法和注意事项，给出测量参数的理论数值；（2）记录实验数据和实验测量条件，试验现场测量数据必须交在场指导老师审阅后方能离开实验现场；（3）做出实验报告，前一个实验报告未交者不能参加下一个实验，实验报告占总成绩的50%；四、考核方式独立作业或者命题考察；五、教材及参考书《天线测量》林昌禄成都电讯工程学院出版社

天线_RCS近场测量系统的研究

天线/RCS 近场测量系统的研究 a 张士选,郑会利,尚军平 (西安电子科技大学,710071)摘要:给出了由HP 8530B 组成的天线/RCS 近场测量系统的有关技术指标。利用该系统对典型天线进行了分析测量。结果表明,所研制的近场系统可提供各种天线的精确测量结果。关键词:近场测量;天线;采样;收发系统;精度中图分类号:T N957.2 文献标识码:B 文章编号:1005-0388(1999)01-0092-5 Study on Antenna /RCS Near Field Test System ZHANG Shi -xuan ,ZHENG Hui -li ,SHANG Jun -ping (Xidian University,Xian 710071Chian) Abstract :Antenna/RCS near field test system w ith HP8530B m icrow ave rceiv- er is intro duced in this paper.Som e pr oblem in the desig ning and realizing the sy s-tem are analy sised.The technolo gical index of the sy stem is g iven.So me ty piced an-tenna are tested w ith this sysem .It is concluded that the accurate testing results of various antenna can be prov ided with this system . Key words :Near field test;Antenna ;Sam ple;T ransmitter and receiver sy s- tem Accuracy 1　引言天线近场测试技术越来越受到人们的重视。由于科学技术发展的要求,人们在天线研究中发现,一些高性能指标天线的研究,利用原有的远场技术已无法解决所出现的问题。例如在低副瓣天线研究中,要求测量-50dB 电平时精度优于±5dB,常规的远场技术已无能为力。在相控阵天线研究中,由于各种实际条件的限制,实际的天线口径分布和设计值总存在一定的误差,如何使天线性能尽可能的逼近设计结果,迫切要求人们研究新型的近场测量技术。本文介绍了一种大型高精度天线/RCS 近场测试系统,对该系统的各部分技术性能进行了分析,并给出了该系统的技术指标,对典型天线进行了测量研究。结果表明,利用此系统可完成各种高性第14卷　第1期 1999年3月电　波　科　学　学　报CH INESE JOURNAL O F RADIO SCIENCE M arch,1999a 收稿日期:1998-04