天线近场远场定义
天线的辐射场分为三个区域，分别是电抗性近场，辐射近场（又称为“菲涅耳区”），以及辐射远场（又称为“夫琅和费区”）。我们平时所说的近场和远场的边界是菲涅耳区与夫琅和费区边界的瑞利距离，用的是波程差作判据：“从源天线按球面波前到达待测天线之边缘与待测天线之中心的波程差为λ/16”。这个就是大家所熟悉的R=2D^2/λ。R就是待测天线到远场区边界的距离，D是天线物理口径的最大尺寸（这个物理口径的最大尺寸是这个意思：假设用一个圆球将天线包裹起来，这个圆球最小的直径。），λ就是工作波长。
假设有一个900MHz的手机，手机的板长为100mm，用的是一般的PIFA或monopole天线。由于手机天线所在的PCB都较小，PCB的地已经是辐射体而不是一般的反射体，即天线的一部分，再加上天线本身有一定的剖面高度。所以算下来，D大约取100mm多一点，按照前面的公式计算远场距离R大约为60mm。这样看来，手机天线的远场似乎并不“远”，也没多大嘛，那为什么我们平时测试手机天线的探头要离得那么远呢？[em02]
问题就在于，手机天线属于电小天线，而电小天线是不适用波程差判据的。电小天线需要附加判据，其中一种就是：“旋转待测天线导致测试距离的改变对所得测量结果影响不大，即峰谷起伏不确定度在额定值内。”计算公式就不附上了，假设峰谷起伏不确定度为0.5dB，计算所得待测天线旋转效应足够小的最小距离R=164mm，这个距离就比较远了。[em09]
我上面的说法涉及一些比较晦涩的理论，并且知识跨度有一定的跳跃性，可能不是特别直观易懂，有兴趣地可以去看看约翰克劳斯教授的《天线》中的“天线测量”一章，可以加深理解。
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相当专业撒，确实有点难懂？
再问下什么样的天线可看作电小天线，为什么电小天线不适用波程差判断？[/QUOTE]
什么是电小天线？按照H.A.Wheeler的定义是l/λ≤1/2π的天线称为电小天线。式中l为天线的最大物理尺寸，λ为工作波长。但是关于电小天线的定义，并没有一个严格的界限。R.W.P.King认为l/λ≤1/10的是电小天线，而S.A.Schlkunoff以及H.T.Friis则定义为l/λ≤1/8。天线测量中，从有限尺寸的源天线获取平面波阵面，源必须离测试天线无限远。也就是说，严格意义上的远场距离是无限远。但是无限远的测试距离不现实也没有必要。源天线的球面波引起待测天线最大物理尺寸D上的相位误差为22.5o也就是（λ/16的波程差）说，控制在这种误差范围内的天线测量被认为是有足够精度的。这也就是为什么一般定义这个远场距离。
如果不对旁瓣电平有很高的精度要求，2D^2/λ的测量距离对中高增益的天线是合适的。问题在于，电小天线由于天线尺寸的减小，增益降低，旁瓣电平增大，方向图峰谷起伏较大。单纯使用波程差的判据是不完善的，甚至可能引起谬误，所以要附加一个峰谷起伏判据。本文来自：我爱研发网(https://www.360docs.net/doc/f64641150.html,) - R&D大本营
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为什么三角锥的补偿要那么大？是这样的，三角锥的补偿分两个部分，一个是线损，一个是路损。线损大家都知道，就是在传输线上的损耗，这个通常并不大。路损就是LZ所说的自由空间损耗，这个就很大了，是损耗的主要部分。
为什么这个损耗那么大？其实说起来，用“损耗”这个字眼似乎并不合适。天线还是把能量辐射出来了，关键就在于，测试探头能够接收的只是其中的一小部分。大家知道球面积的公式是S=4πR^2，那么手机33dBm的功率也不过2W，2W的功率要分布在这个球面上，而探头的物理口径能有多大？如果测试距离较远，那么这个路损大家可以换算成分贝看看，那可就非常大了。就算把天线的增益考虑进来，探头能够接收的能量也高不到哪里去，何况手机天线的增益通常都不高。
这也就是为什么城市里的基站要建得那么密集。为什么用于天文观测或深空探测的天线要建得像巨无霸一样。[em02]
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用三角锥是把手机放入三角锥中与综测仪无线连接，定性的判断天线的性能，三角锥与综测仪用一米长左右的同轴线连接，三角锥中手机天线与三角锥连接同轴线处的距离15厘米左右，也就是自由空间路径15厘米左右，损耗补偿是20多db。你据说的这个探头就相当于手机天线了。问题是平时使用手机时手机接收基站信号也就是手机天线那么点的面积呀，可基站的覆盖距离至少也有几百米呀。而如果照三角锥的那个损耗，平常的这种基站也就最多覆盖几米，再远手机就接收不到了。这样是不是有点矛盾呀？[/QUOTE]
LZ你可能进入了一个思考误区，你单纯认为损耗补偿仅仅跟距离有关，而实际上跟接收天线的物理尺寸也有关系。三角锥的探头较小，如果探头做的较大一点，换句话说接收面变大的话，相应的损耗补偿就会降低。
基站天线的物理尺寸就比较大了，而且基站天线是高增益天线，能够更好地把能量集中在它的覆盖区域内。要知道dB，dBm可是很大的折算单位。假设你与基站之间的距离为R，接收到的功率为PdBm。那么在你与基站之间的距离变成2R时，相当于距离增加一倍时，功率降低为1/4，那么接收到的功率为（P-6）dBm，这在字面上的变化看起来也并不大，对不对？当然这个模型是很理想的，没有考虑天线增益，环境影响等等。
LZ，你之所以困惑，是因为没有实际去计算这个损耗，只是自我感觉信号损耗很大，手机没法正常工作。你去找找基站天线，手机天线的一般规格，再计算一下，就会发现损耗虽然大，但完全在手机能够正常工作的范围内。你想想，一般的手机都有-100dBm的接收灵敏度，这种情况下都能维持正常通讯的。一个基站天线的功率容量都有几百瓦，手机天线的物理尺寸虽然不大，但是在几百米内接收基站天线的信号又有什么问题呢？
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呵呵，通信距离有个简单的计算公式：
衰减的dB数=32.44+20logD(km)+20logF(MHz)
所以楼主，衰减大小是和距离和工作频率都有关系的。虽然这个公式一般用来计算远距离了，但是近距离也还是可以参考的。如假设D=20cm=2*10^(-4) f=900MHz 衰减dB=32.44+20*log(2*10^(-4))+20log900=17.5dB
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当然天线的近场和远场也需考虑，近场的距离跟天线的尺寸有关。一般天线尺寸越大，近场也越大。近场内的物质的介电常数对天线的性能有很大影响，因为改变了天线的电长度。介电常数常数越大，天线尺寸可以做到越小。
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。
静电场基本概念
1.1 电荷库仑定律 一、电荷 1、生活中的电：雷电、脱毛衣、塑料袋、电器等 2、最简单使物体带电的方法：摩擦起电。 摩擦起电，有两种性质的电，说明物质可带不同种电荷，两种不同电荷： 正电荷：丝绸摩擦后的玻璃棒所带电荷 负电荷：毛皮摩擦后的橡胶棒所带电荷 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3、使物体带电的方法 摩擦起电、感应起电、接触带电 4、摩擦起电原理 电子从一个物体转移到另一个物体上。 得到电子的物体带负电。 失去电子的物体带正电。 *金属导体导电原理： 金属导体中存在自由移动的电子，自由电子的“传递”形成电流。 ATT：自由电子并不是从金属一端传递到另一端，每个自由电子都是在固定位置附近。 5、感应起电原理 电荷间相互作用力。 静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。 感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电。 6、接触带电 带电物体间（或带电物体与中性物体间）相互接触后，电荷量重新分配。 电荷从一个物体转移到另一个物体。 *与摩擦起电比较：都是电荷转移，摩擦起电，中性物质通过摩擦得到电荷；接触带电，带电物质接触。*电荷分配原则： 同种带电体相互接触：电量平均分配。 异种带电体相互接触：正负电荷中和，剩下电荷量平均分配。 一个带电一个不带电相互接触：电量平均分配。 7、验电器 可分别应用感应起电&接触带电。 二、电荷守恒定律 8、起电的本质 无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负电荷分开，使电荷发生转移，并不是创造电荷。 9、电荷守恒定律 （物理学基本定律之一） 表述一：电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，标注重要的地方都是需要例题的地方 静电场 2014年8月20日14:38
卫星通信基础知识(六)卫星天线的方位 仰角 极化角
卫星通信基础知识（六）卫星天线的方位仰角极化角 要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。 1、方位角 从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。我国处于北半球的东方，约在东经75－135度，北纬18－55度之间。所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。卫星天线的方位角计算公式是： A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1) 公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。图1是卫星的方位角示意图。方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。即可完成方位角的调整。2、仰角仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度， 如图2所示。仰角的计算公式是： .-----------------⑵仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，在调整方位角。3、极化角国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示）。地面接收天线极化的定义是以卫星接收点的地平面为基准，天线馈源（或极化器）矩形波导口窄边平行于地平面，则电场矢量平行于地平面，定义为水平极化；反之馈源矩形波导口窄边垂直于地平面定义为垂直极化如图3所示。
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。
如何调试卫星天线角度介绍
如何调试卫星天线角度介绍 1、卫星转发器 卫星转发器,是这样的设备，接收地面发射站发来的14GHz或6GHz的微弱的上行电视信号，经频率变换（一次变频、二次变频）为不同的下行频率12GHz或4GHz，再由技术处理放大到一定功率向地球发射，有卫星电视接收设备接收。每一路音视频和数据通道都是由一个卫星转发器进行接收处理然后再传输，每一个转发器所处理的信号都有一个中心频率及一个特定的带宽，目前卫星转发器主要使用L、S、C、Ku和Ka频段。 2、水平极化、垂直极化 极化通常是指与电波传播方向垂直的平面内，瞬时电场矢量的方向。在极化波中，以地平线为准，当极化方向与地面平行时，称为水平极化。当极化方向与地面垂直时，称为垂直极化。 3、卫星天线 卫星天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯。大多数天线通常是抛物面状的，也有一些多焦点天线是由球面和抛物面组合而成。卫星信号通过抛物面天线的反射后集中到它的焦点处。 4、馈源 馈源的主要功能是将天线收集的信号聚集送给高频头（LNB），馈源在
接收系统中的作用是非常重要的。 馈源的种类 锥形馈源 环形馈源 圆锥馈源 梯状馈源 6、LNB高频头 高频头（Low Noise Block）即下行解频器，其功能是将由馈源传送的卫星经过放大和下变频，把Ku或C波段信号变成L波段，经同轴电缆传送给卫星接收机。 调试过程 由于一般用户都没有场强仪等专用设备，因此本文将介绍的是如何使用指南针、量角器等常用设备寻星。 器材准备：卫星天线、高频头（馈源一体化）、卫星接收机、电视机、指南针、量角器以及连接线若干。 计算寻星所需参数 对于固定式天线系统，需要根据天线所在地的经纬度及所要接收卫星的经度计算出天线的方位角和仰角，并以此角度调整天线使其对准相应的卫星。
天线方位角俯仰角以及指向计算
创新实验课作业报告 姓名：王紫潇苗成国 学号：1121830101 1121830106 专业：飞行器环境与生命保障工程 课题意义：随着科学技术的迅猛发展，特别是航天科技成果不断向军事、商业领域的转化，航天科技得到了极大的发展，航天器机构朝着高精度、高可靠性的方向发展。因此对航天机构的可靠性、精度、寿命等要求越来越高，对航天器机构精度的要求显得愈发突出，无论是航天器自身的工作，还是航天器在轨服务都对其精度有着严格的要求。航天器中的外伸指向机构通常指的是星载天线机构，星载天线是航天器对地通信的主要设备，肩负着对地通信的主要任务，同时随着卫星导航的广泛应用，星载天线就愈发的重要起来，而其指向精度的要求就愈发的突出，指向精度不足，将会导致通信信号质量下降，卫星导航精度下降等结果。民用方面移动通信和车载导航等，军用方面舰船导航、精确打击等这些都对星载天线的指向精度有着极高的依赖性。 因此，星载天线的指向精度是非常重要的。要保证星载天线的指向精度，
课题一双轴驱动机构转角到天线波束空间指向 首先就是要确保星载天线驱动机构在地指向精度分析的正确性，只有这样才能对接下来的在轨指向精度分析和指向误差补偿进行分析。星载天线驱动机构的末端位姿误差主要来源于机构的结构参数误差和热变形误差，这些误差是驱动机构指向误差最原始的根源，由于受实际生产加工装配能力和空间环境的限制，这些引起末端指向误差的零部件结构参数误差是必须进行合理控制的，引起结构参数变 化的热影响因素是必须加以考虑的，只有这样才能使在轨天线驱动机构指向精度动态分析和误差补偿都得到较理想的结果。纵观整个星载天线驱动机构末端位姿误差的分析，提出源于结构参数误差和热变形误差引起的星载天线驱动机构末端位姿误差的研究是必要的。 发展现状：星载天线最初大多是以固定形式与卫星本体相连的，仅仅通过增大天线波束宽度和覆盖面积来提高其工作范围，对其精度要求不是很高，但是随着航天科技的不断发展和市场需求的不断变化，这就要求，星载天线要具备一定的自由度，因此促使了星载天线双轴驱动机构的发展。星载天线双轴驱动机构能够实现对卫星天线的二自由度驱动，是空间环境下驱动天线运动的专用外伸执行机构。卫星天线的二自由度运动能够满足对地通信、星间通信、卫星导航定位、以及对目标的实时观测跟踪，在满足这些需求的同时也要保证其精度的提高，随着需求的不断提高，精度已经成为衡量星载天线双轴驱动机构性能的一个重要指标，同时也是系统设计与实现的一个难点。综上所述可以看出，星载天线双轴驱动机构是驱动卫星天线系统进行准确空间定位的核心部分。 与此同时，我国对星载天线驱动机构的研究、生产制造技术进行了一定时间的学习积累，也成功的应用到了一些卫星上，具有一定的自主能力。自2000年后，我国在发射的卫星中，有很多采用了自主研发的天线驱动机构。相应的研究单位也蓬勃发展，航天科技集团、上海航天局等相关单位对星载天线驱动机构的研究已经取得了很大的成就和进展。特别是伴随着我国自主导航系统一北斗导航系统的不断发展，以及空间实验室和“嫦娥计划”的不断深入。星载天线双轴驱动机构得到了极大地发展。即便如此，我们跟国外还是有一定差距的，目前国内与国外的差距主要在双轴驱动机构精度、使用寿命、可靠性方面，因此还是需要进行深入研究，提高其精度、使用寿命、可靠性。 那么，我们小组也秉承着对航天事业的极大热忱开始对天线指向问题进行研
电场基本概念
基本概念、公式及规律： 1.两个规律： （1）库仑定律:真空中两个点电荷之间的相互作用力大小, 跟它们的电荷量的乘积成正比, 跟它们之间距离的二次方成反比, 方向在它们的连线上.(在判 断方向时还要结合“同种电荷相互推斥,异种电荷相互吸引”的规律.) （2）电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消失，只能由一个物体转移 到另一个物体上，或者从物体的一部分转移到另一部分，且总量保持不变. 2.两个概念: （1）电场强度:①电场强度是从力的角度来描述电场的性质;②电场中某一 确定的点的电场强度是一定的(包括大小、方向). （2）电势:①电势是从能量的角度来描述电场的性质; ②电场中某一 确定点的电势在零势点确定之后是一定的;③某一点的电势跟零势点的选取有关, 而两点间的电势差却跟零势点的选取无关. 3.公式: (1)电场力:①F = k②F =qE (2)电场强度:①E = ②E = k③E = (3)电势差：①U AB = ②U AB =-③U =Ed (4)电场力做功:①W =qU ②W电= - △E P③W =Fscos (5)电势能:E P =q (6)电容:①C = ②C = 注意：以上各公式的选用条件。 重要规律: 1.与电场强度相关的规律:
（1）电场力的方向: 正电荷在电场中所受电场力的方向跟电场的方向相同,而负电荷所受电场力的方向跟电场方向相反. （2）电场线: ①电场线是理想模型,实际并不存在,它可形象地用来描述电场的分布. ②电场中任意两条电场线不会相交. ③电场线的疏密程度可定性的用来表示电场的强弱. ④电场线起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处) ⑤沿着电场线的方向电势越来越低;电场方向就是电势降低最快的方向. ⑥电场线不是电荷的运动轨迹; 电场线与电荷运动轨迹重合的条件是:①电场线必须是直线；②带电粒子只受电场力的作用；③带电粒子初速度为零或者初速度的方向与电场线的方向在同一条直线上. 2.与电势相关的规律: （1）电场力做功及电势能: ①电场力做功跟路径无关,只跟初末位置的电势差有关. ②电场力做多少正功,电势能就减少多少;电场力做多少负功,电势能就增加多少.(即: W电= - △E P) ③正电荷在电势高的地方电势能大;负电荷在电势高的地方电势能反而小. ④在只受电场力作用,且初速度为零的情况下: 正电荷总是向电势低的方向运动;而负电荷总是向电势高的方向运动.概言之,无论是正电荷,还是负电荷,都向着电势能减小的方向运动. ⑤在只受电场力作用时,电荷动能与电势能的总量保持不变.（但不能叫机械能守恒定律） ⑥如果电场力对正电荷做正功,则说明电荷是向电势降低的方向运动的;如 果电场力对负电荷做正功,则说明电荷是向电势升高的方向运动的.反之则相反。 （2）等势面:
卫星接收站接收天线方位角
卫星接收站接收天线方位角、仰角、极化角的计算公式 1、卫星接收天线的方位角：ξ ? sin 1tg tg A z -= （1） 2、卫星接收天线的仰角：? ξφξ2 2 1 cos cos 115127.0cos cos --=-tg EL （2） 3、极化角：ξ ? ?ξξ?ξ?αtg tg a tg a a tg P sin )cos cos (1cos cos 2sin 1 21 -?-?+--=-- （3） 其中接收点的纬度为ξ ，接收点的经度为R φ，同步卫星的经度为S φ ，相对经度为S R φφ?-=。 同时当0＞?，表示卫星在接收点的西南方向上，当0=?时表示卫星在接收地点的正南方向，当0＜?时表示卫星在接收点的东南方向上。 通常地球的半径为6738km ，同步卫星的高度为35786km ，当以地球半径为单位长度，同步卫星轨道的相对半径a 为： 6018 .6)6378 35786(1=+=a 公式（1）中：正南?=0z A ，正西为?=90z A ，正东为?-=90z A 。 通常接收天线方位角用下式比表示： 180sin 1 +=-ξ ? tg tg A z （4） 此时方位角以正北方向为基准。 广州从化市广播电视台所在的地理位置为：东经113.58度，北纬23.56度。 如果没有指南针，可以通过自己的影子判断自己影子先找出东西方向，然后再确定南北方向，上午影子向西，下午影子向东。 卫星仰角和极化如图1和图2所示。
从化市广播电视台接收天线方位参数如表一所示。表一从化接收卫星节目天线方位参数表
中星6B卫星（东经11.5度）节目接收技术参数
天线测试方法选择及评估
天线测试方法选择及评估 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。 近场和反射测量也可以在室内测试场进行，而且通常是近场或紧缩测试场。在紧缩测试场中，反射面会产生一个平面波，用于模拟远场行为。这使得可以在长度比远场距离短的测试场中对天线进行测量。在近场测试场中，AUT被放置在近场，接近天线的表面上的场被测量。随后测量数据经过数学转换，即可获得远场行为(图2)。图3显示了在紧缩测试场中由静区上的反射面产生的平面波。 图2：在紧缩测试场，平坦波形是由反射测量产生。 一般来说，10个波长以下的天线(中小型天线)最容易在远场测试场中测量，这是因为在可管理距离内往往可以轻松满足远场条件。对大型天线(electrically large antenna)、反射面和阵列(超过10个波长)来说，远场通常在许多波长以外。因此，近场或紧缩测试场可以提供更加可行的测量选项，而不管反射面和测量系统的成本是否上升。 假设天线测试工程师想要在低频下进行测量。国防部门对此尤感其兴趣，因为他们需要研究诸如在低频下使用天线等事项，以便更好地穿透探地雷达(GPR)系统中的结构(针对工作在400MHz范围的射频识别(RFID)标签)，以及支持更高效的无线电设备(如软件定义无线电(SDR))和数字遥感无线电设备。在这种情况下，微波暗室可以为室内远场测量提供足够好的环境。 矩形和锥形是两种常见的微波暗室类型，即所谓的直接照射方法。每种暗室都有不同的物理尺寸，因此会有不同的电磁行为。矩形微波暗室处于一种真正的自动空间状态，而锥形
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
天线测试大纲详解
第二部分近场工作区反射电平测试方法一、测试项目及频率 二、测试主要仪器设备 三、近场工作区反射电平测试原理及方法 3.1、近场工作区反射电平测试原理 采用自由空间电压驻波比法测量近场工作区反射电平，测量原理是基于微波暗室中存在有直射信号和反射信号，微波暗室中空间任意一点的场强是直射信号和反射信号的矢量合，在空间形成驻波，驻波数值的大小就反映了微波暗室内反射电平的大小。
图2-1 VSWR 法测量原理图 如图2-1所示，当接收天线主瓣对准发射天线时，所接收到的信号为E D 。移动接收天线，则接收天线的直射信号E D 与反射信号E R 的相对相位将会改变，此时接收天线收到的信号幅度将产生波动，如图2-2所示，这一波动反映空间固有驻波，由此即可得到反射电平。 图2-2 暗室空间驻波图 将接收天线转到比最大电平低a （dB ）的方位角θ时，则所接收的直射信号E θ=E D 10a/20。当反射信号与直射信号同相时合成场最大，这时以b 表示： D R a D D R E E E E E E b +=+=20 10lg 20lg 20θ 式中：E R 接收天线处于方位角θ时的等效反射信号 E D 沿室轴照射的直射波场强 a 接收天线处于方位角θ时的方向图电平 当反射信号与直射信号反相时合成场最小，这时以c 表示： D R a D D R E E E E E E c -=-=20 10lg 20lg 20θ 则反射电平：
11011010lg 20lg 2020/20 /20/+-==--）（）（）（c b c b a D R E E R 110110lg 2020/)(20/)(+-+=--c b c b a 因此测出空间驻波曲线和接收天线方向图，就可以计算出微波暗室反射电平。 3.2、测试方法 在近场工作区内针对主反射墙的吸波材料进行特定频段吸收特性的测试。 3.3、测试位置的选取 测试近场工作区反射电平时，发射天线先置于暗室中心轴线上，接收天线置于正对被测墙壁的一个合理位置，并沿两天线轴线移动一段距离进行反射电平的测试。测试位置如图2-3、图2-4所示。 图2-3 近场静区测试位置示意图(俯视图) 图2-4 近场静区测试位置示意图(侧视图) 3.4、测试设备连接示意图
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。
天线方位角计算公式
天线方位角计算公式 公式中：A--方位角 α--接收点的地理纬度 β-- 接收点经度与星下点经度之差 注：通常计算结果正南为零度，正数为正南偏西；负数为正南偏东。 天线仰角计算公式 F公式中:B---仰角,其它字母表示同前； F偏馈天线都有一个偏馈角，不同厂家、不同规格的天线偏馈角有所不同，一般都在产品说明书标明。成都新星和华达天线的偏馈角都是22.3度。 F偏馈天线的实际仰角等于计算仰角值－偏馈角值 F正馈天线无偏馈角,其实际仰角即等于计算出的仰角值。 旗县方位角（度）仰角（度） F乌海市-5.78 43.91 F阿拉善左旗-7.60 44.80 F阿拉善右旗-13.80 43.83 F额济纳旗-14.07 40.66 F乌兰浩特市15.79 35.87 F突泉县15.30 36.72 F科右中旗15.35 36.93 F科右前旗15.79 35.87 F连接好卫星接收系统，确认接收天线仰角和方位角； F旋动天线俯仰调节杆（丝杠）上的螺母，确定天线的仰角。一般采用仰角仪或量角器来测量仰角的大小。注意：若天线是偏馈式，仰角应减去22.3度的偏馈角。 F将高频头的极化调整到垂直极化位置（站在天线前边看，高频头输出口应指向右并偏下约45度）。 F调整好天线仰角后，以正南为基准，根据计算出的天线方位角，将天线方位调整到大概位置。 F打开接收机和监视器，调整接收机并输入要接收卫星节目的下行频率（查表）、极
化方式、符号率等数据，然后使接收机处于寻星状态，此时监视器上显示出卫星信号强度显示条。 F缓慢转动天线方位（在方位角左右范围内）搜寻卫星信号，同时观察监视器上的接收信号强度显示条。注意：每转动一次需等待2－3秒，这不同于C波段。 F如果在调整中发现强度显示增加，要进一步放慢转动速度，通过调整方位角使信号强度达到最大，然后固定方位调节螺母； F再次缓慢调节天线的俯仰角度，使信号强度达到最大，然后固定天线俯仰调节螺母。F反复微调天线的方位角和仰角，使信号强度显示最大； F保持天线方位与仰角不变，缓慢调节高频头前后位置和旋转高频头，同时观察信号强度显示，使信号最强，然后锁定高频头。 F注意：在锁定天线和高频头时，要注意观察接收机信号强度不要发生变化，以免在锁定天线时偏离方向使信号变弱跑台。 F连接高频头到接收机的连线，并用胶条（高频头盒内有）把高频头输出F5头缠紧，以防雨水浸入 F按电源开关，再按遥控开关，先按MENU出主菜单，跳过填写密码（不设密码），在主菜单选节目设定，按OK。出数据填写框并填入有关数据。 F卫星名称：ST 1；本地高振频：11300 F本地低振频：00000；转频器编号：TS00 F卫星频率：12620 Mhz 极性：垂直； F符码率：32553Ms FEC；AUTO F Diseqc:DISHA； F信号强度：对准卫星后有黄色条显示,达45％以上。按OK后，出现寻星／稍后字样，等待数秒钟后，按OK，接着按频道数，可看CETV节目三套和CCTV－9。F在我区范围内，以包头的土右旗为中点（110E）。在土右旗以西的旗县，天线方位为正南偏东（负值）;土右旗以东的旗县，天线方位为正南偏西（正值）。 F举例：呼市地区方位角1.83，仰角42.8。偏馈天线调试时以天线背面托盘的平面为参照对象，测量仰角应为69.5度。由于新星天线加工的误差，经推算出的偏馈角为 23.8度，所以测量角是71度。
天线近场远场定义
天线的辐射场分为三个区域，分别是电抗性近场，辐射近场（又称为“菲涅耳区”），以及辐射远场（又称为“夫琅和费区”）。我们平时所说的近场和远场的边界是菲涅耳区与夫琅和费区边界的瑞利距离，用的是波程差作判据：“从源天线按球面波前到达待测天线之边缘与待测天线之中心的波程差为λ/16”。这个就是大家所熟悉的R=2D^2/λ。R就是待测天线到远场区边界的距离，D是天线物理口径的最大尺寸（这个物理口径的最大尺寸是这个意思：假设用一个圆球将天线包裹起来，这个圆球最小的直径。），λ就是工作波长。 假设有一个900MHz的手机，手机的板长为100mm，用的是一般的PIFA或monopole天线。由于手机天线所在的PCB都较小，PCB的地已经是辐射体而不是一般的反射体，即天线的一部分，再加上天线本身有一定的剖面高度。所以算下来，D大约取100mm多一点，按照前面的公式计算远场距离R大约为60mm。这样看来，手机天线的远场似乎并不“远”，也没多大嘛，那为什么我们平时测试手机天线的探头要离得那么远呢？[em02] 问题就在于，手机天线属于电小天线，而电小天线是不适用波程差判据的。电小天线需要附加判据，其中一种就是：“旋转待测天线导致测试距离的改变对所得测量结果影响不大，即峰谷起伏不确定度在额定值内。”计算公式就不附上了，假设峰谷起伏不确定度为0.5dB，计算所得待测天线旋转效应足够小的最小距离R=164mm，这个距离就比较远了。[em09] 我上面的说法涉及一些比较晦涩的理论，并且知识跨度有一定的跳跃性，可能不是特别直观易懂，有兴趣地可以去看看约翰克劳斯教授的《天线》中的“天线测量”一章，可以加深理解。 本文来自：我爱研发网(https://www.360docs.net/doc/f64641150.html,) - R&D大本营 详细出处：https://www.360docs.net/doc/f64641150.html,/bbs/Archive_Thread.asp?SID=203729&TID=3 相当专业撒，确实有点难懂？ 再问下什么样的天线可看作电小天线，为什么电小天线不适用波程差判断？[/QUOTE] 什么是电小天线？按照H.A.Wheeler的定义是l/λ≤1/2π的天线称为电小天线。式中l为天线的最大物理尺寸，λ为工作波长。但是关于电小天线的定义，并没有一个严格的界限。R.W.P.King认为l/λ≤1/10的是电小天线，而S.A.Schlkunoff以及H.T.Friis则定义为l/λ≤1/8。天线测量中，从有限尺寸的源天线获取平面波阵面，源必须离测试天线无限远。也就是说，严格意义上的远场距离是无限远。但是无限远的测试距离不现实也没有必要。源天线的球面波引起待测天线最大物理尺寸D上的相位误差为22.5o也就是（λ/16的波程差）说，控制在这种误差范围内的天线测量被认为是有足够精度的。这也就是为什么一般定义这个远场距离。 如果不对旁瓣电平有很高的精度要求，2D^2/λ的测量距离对中高增益的天线是合适的。问题在于，电小天线由于天线尺寸的减小，增益降低，旁瓣电平增大，方向图峰谷起伏较大。单纯使用波程差的判据是不完善的，甚至可能引起谬误，所以要附加一个峰谷起伏判据。本文来自：我爱研发网(https://www.360docs.net/doc/f64641150.html,) - R&D大本营 详细出处：https://www.360docs.net/doc/f64641150.html,/bbs/Archive_Thread.asp?SID=203729&TID=3
电磁场理论的基本概念
第十三章 电磁场理论的基本概念 历史背景：十九世纪以来，在当时社会生产力发展的推动下，电磁学得到了迅速的发展： 1． 零星的电磁学规律相继问世（经验定律） 2． 理论的发展，促进了社会生产力的发展，特别是电工和通讯技术的发展→提出了建立理论的要求，提 供了必要的物质基础。 3． ＊（Maxwell,1931~1879）麦克斯韦:数学神童，十岁进入爱丁堡科学院的学校，十四岁获科学院的数 学奖； 1854，毕业于剑桥大学。以后，根据开尔文的建议，开始研究电学,研究法拉第的力线； 1855，“论法拉第的力线”问世，引入δ =???H H ，同年，父逝，据说研究中断； 1856，阿贝丁拉马利亚学院的自然哲学讲座教授，三年； 1860，与法拉第见面； 1861－1862，《论物理力线》分四部分发表；提出涡旋电场与位移电流的假设。 1864，《电磁场的动力理论》向英国皇家协会宣读； 1865，上述论文发表在《哲学杂志》上； 1873，公开出版《电磁学理论》一书，达到顶峰。这是一部几乎包括了库仑以来的全部关于电磁研究信息的经典著作；在数学上证明了方程组解的唯一性定理，从而证明了方程组内在的完备性。 1879，去世，48岁。（同年爱因斯坦诞生） ＊ 法拉第－麦克斯韦电磁场理论，在物理学界只能被逐步接受。它的崭新的思想与数学形式，甚至象赫姆霍兹和波尔兹曼这样有异常才能的人，为了理解消化它也花了几年的时间。 §13－1 位移电流 一． 问题的提出 1. 如图，合上K ， 对传I l d H :S =?? 1 对传I l d H :S =?? 2 2. 如图，合上K ，对C 充电： 对传I l d H :S =?? 1 对02=??l d H :S 3. M axwell 的看法：只要有电动力作用在导体上，它就产生一个电流，……作用在电介质上的电动力，使它的组成部分产生一种极化状态，有如铁的颗粒在磁力影响下的极性分布一样。……在一个受到感应的电介质中，我们可以想象，每个分子中的电发生移动，使得一端为正，另一端为负，但是依然和分子束缚在一起，并没有从一个分子到另一个分子上去。这种作用对整个电介质的影响是在一定方向上引起的总的位移。……当电位移不断变化时，就会形成一种电流，其沿正方向还是负方向，由电位移的增大或减小而定。”这就是麦克斯韦定义的位移电流的概念。
卫星天线的方位、仰角、极化角
卫星天线的方位、仰角、极化角 要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。 1、方位角 从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。我国处于北半球的东方，约在东经75－1 35度，北纬18－55度之间。所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。卫星在地球上的
投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。 卫星天线的方位角计算公式是： A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1) 公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。图1是卫星的方位角示意图。 方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。即可完成方位角的调整。 2、仰角 仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，如图2所示。 仰角的计算公式是：
查询地面接收天线对在轨卫星仰角和方位角的几种简便方法
查询地面接收天线对在轨卫星的 仰角和方位角的几种简便方法 卫星通信广播是广播电视播出工作的重要组成部分，而卫星接收天线的寻星精度则是影响广播电视节目传输的信号强弱好坏的重要指标。在调整卫星地面接收天线时，我们经常要计算接收天线所在地对地球同步卫星的仰角和方位角，以利于正确调整卫星接收天线的方向。计算某一轨位卫星方位角和仰角时的公式如下： 从上面的公式可以看出，手工计算比较复杂，既费时费力又容易出错。下面介绍几种比较简单实用的方法，可以非常容易准确地获得任意经、纬度地址上接收各卫星的仰角和方位角。 1、计算器编程查询法 用有计算程序存储器的函数计算器通过输入程序来运算接收天线所在地对地球同步卫星的仰角和方位角，如用CASIO的fx－
3800p、fx－3900p、fx－180p等型号的计算器来进行编程计算。只需输入一次程序，就能把程序存储到该计算器中。每次计算时只要打开计算器，调出运算程序，输入想要接收的地球同步卫星的定点轨道的度数，就能非常及时、方便地计算出接收天线所在地对地球同步卫星的仰角和方位角。本人用的是CASIO fx－3800p计算器，应依次写入下面运算程序：MODE 、·、SHIFT 、 AC (KAC) 、MODE 、4 、 120.65 、 Kin 、 1 、 42.85 、 Kin 、 2 、 0.1513 、Kin 、 3 、 MODE 、 EXP 、Ⅰ（或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）、 RUN 、115.5 、－、 Kout 、 1 = 、 SHIFT 、 MR (Min) 、 tan 、 ÷ 、Kout 、 2 、 sin 、 = 、 SHIFT 、 tan ( tan -1 ) 、SHIFT 、 RUN (ENT) 、[(…、 MR 、 cos 、 × 、 Kout 、 2 、 cos 、－、SHIFT 、 MR (Min) 、 Kout 、 3 、…)] 、 ÷ 、 MR 、 SHIFT 、cos (cos -1) 、 sin 、 = 、 SHIFT 、 tan (tan -1) 、 MODE 、·、AC 、Ⅰ（或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）、接收卫星在轨度数、 RUN 、显示该星的方位角、 RUN 、显示该星的仰角。 程序中120.65和42.85是接收天线所在地的经度和纬度，可根据当地的经、纬度换算成小数后输入，其它数据不要更改。已存储程序后，当要计算某一在轨卫星的仰角和方位角时只要打开计算器，按AC 、Ⅰ（或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），输入接收卫星在轨度数，按RUN后显示该星的方位角，再按RUN则显示该星的仰角。如用已输入上述程序的计算器，输入鑫诺1号110.5度星后计算出的方位
天线方位角位置随动系统的建模与分析
2-5b 天线方位角位置随动系统建摸系统的原理图如图2-7所示，其方块图如图2-8所示。 系统的任务是使输出的天线方位角θ0(t)跟踪输入方位角θi (t)的变化，试建立该系统的数学模型。系统的参数值如下：电源电压V=10v ；功率放大器的增益和时间常数K 1=1，T 1=0.01s ；伺服电动机的电枢回路电阻R d = 8Ω，转动惯量J a =0.02Kg ?m 2， 粘性摩擦系数f a =0.01N ?m ?s/rad ， 反电势系数C e =0.5V ?s/rad ，转矩 系数C m =0.5N ?m/A ；减速器各齿 轮的齿数为Z 1=25， Z 2= Z 3=250； 负载端的转动惯量J L =1 Kg ?m 2粘 性摩擦系数f L =1N ?m ?s/rad 。 解：采用组合系统建摸法，根 据原理图2-7可以将系统划分为六个 环节：输入电位器，差分放大器，功率放大器，电动机，减速器和输出电位器。首先建立各个环节的数学模型，然后将它们组合起来则可得系统的数学摸型。 1环节的数学模型 (1) 输入电位器与输出电位器 由于输入电位器与输出电位器的线路和电位器的结构均相同，故这两个环节的传递函数是一样的。对电位器环节的输出电压与输入角位移的特性进行线性化处理则可视其为一比例环节。由图2-7可知；当动触头位于电位器中心时其输出电压为零；朝前或朝后转动5圈其输出电压变化均为10V 。于是可得它们的传递函数为 00()()10 0.318/()52() i pot i u s u s k v rad s s θπθ====? (2) 差分放大器与功率放大器 放大器通常工作在放大状态，可不考虑饱和的影响。差分放大器的时间常数比起功率放大器以及系统的其他环节的时间常数要小得多，可以忽视不计。故这两个环节的输入输出传递函数分别为 差分放大器 c e C K s U s U =) () ( 功率放大器 1()1 ()10.011 do c i u s k u s T s s ==++ (3) 电动机 在小功率伺服系统中直流电动机的结构图中，由于电动机的电枢回路电感很小，可以忽略不计。图中的J 与f 为折算至电动机轴上系统转动部分的等效转动惯量和等效粘性摩擦系数，其值分别为 2212(/)0.021(25/250)0.03a L J J J Z Z =+=+?= 2212(/)0.011(25/250)0.02a L f f f Z Z =+=+?= 将具体参数值代入，于是可求得电动机的电枢（空载）电压与转子角位移之间的传递函数为