天线原理与设计—第十三章计算方法和测量方法
天线测试方法
天线测试方法一、测试依据。
天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。
在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线，或从用户手机天线到基站天线的无线连接，它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。
因此, 移动网络的好坏也就自然与天线密切相关。
为了便于介绍天线测试方法先从天线的几个基本特性谈起。
1、天线辐射的方向图天线辐射电磁波是有方向性的，它表示天线向一定方面辐射电磁波的能力。
反之，作为接收天线的方向性表示了它接收不同方向来的电磁波的能力。
我们通常用垂直平面及水平平面上表示不同方向辐射（或接收）电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性，并称为天线辐射的方向图。
同时用半功率点之间的夹角表示了天线方向图中的水平波束宽度及垂直波束见度。
2、天线的增益天线通常是无源器件，它并不放大电磁信号，天线的增益是将天线辐射电磁波进行聚束以后比起理想的参考天线，在输入功率相同条件下，在同一点上接收功率的比值，显然增益与天线的方向图有关。
方向图中主波束越窄，副辩尾辩越小，增益就越高。
可以看出高的增益是以减小天线波束的照射范围为代价的。
3、天线的驻波比天线驻波比表示天馈线与基站（收发信机）匹配程度的指标。
驻波比的产生，是由于入射波能量传输到天线输入端B未被全部吸收（辐射）、产生反射波，迭加而形成的. VSWR越大，反射越大，匹配越差.那么，驻波比差，到底有哪些坏处?在工程上可以接受的驻波比是多少? 一个适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制造成本之间进行折中权衡的。
4、天线的极化天线辐射电磁波中电场的方向就是天线的极化方向。
由于电磁波在自由空间传播时电场的取向有垂直线极化的水平线极化的圆极化的，因而天线也就相应的垂直线极化的天线水平线极化的天线。
特别值得一提的双极化天线，它是在一副天线罩下水平线极化与垂直线极化两副天线做在一起的天线。
二、测试方法用移动基站给待测天线发送一个GSM频段中的频点，并且配合天线转台匀速旋转一周同时用高灵敏度频率扫描仪为数据采样接收机采集所用频点的场强。
天线设计的原理与实现方式
天线设计的原理与实现方式天线是电磁波收发的关键部件，是无线通信中不可或缺的重要元件，不同的天线设计可以实现不同的工作频率、增益、方向性、天线匹配等性能。
本文将介绍天线设计的原理和实现方式，帮助读者更好地理解天线的工作原理和参数设计。
一、天线设计的基本原理天线是将电磁波转换为电信号或反之的电器（电磁设备），它是无线通信系统中的关键部件之一。
天线设计基本原理包括天线性能指标和天线结构设计两部分。
1、天线性能指标天线的性能指标主要包括工作频率、增益、方向性、天线匹配等。
不同的天线类型和应用场景需要不同的性能指标来实现特定的功能。
（1）工作频率工作频率是指天线在工作中所应用的频率范围，通常为频段或中心频率等。
天线的设计要根据应用环境和所需要的信号频率来确定。
（2）增益增益是指天线辐射的功率与理想点源天线辐射的功率的比值，通常以dB为单位。
天线的增益与其结构形式、工作频率、方向性等有关。
（3）方向性方向性是天线传输能量的方向特性，是指天线辐射模式的立体角分布。
天线的方向性与其结构形式、工作频率、增益等有关。
（4）天线匹配天线匹配是指天线系统整体与其驱动器之间阻抗匹配的关系，使得天线系统的传输和接收线路具有最佳阻抗匹配状态，以提高天线的输出功率和信噪比。
2、天线结构设计天线结构设计是指天线的实现方式，包括天线结构形式、阻抗匹配方式、辐射元件、天线材料等方面。
（1）天线结构形式天线结构形式可以分为线性天线、环形天线、阵列天线、反射天线、补偿天线、微带天线、偏振天线等多种形式，每种天线形式都有其特点，应根据具体要求来选择天线结构形式。
（2）阻抗匹配方式阻抗匹配方式主要有天线冷端阻抗、贴片阻抗、隔离光缆、转换器和偶合电路等多种方法。
（3）辐射元件天线的辐射元件包括天线辐射体、驱动器和辅助元件等。
辐射体和驱动器是天线最基本的组成部分，辅助元件包括反射盘、支撑杆、防射线等。
（4）天线材料天线材料主要包括导体、绝缘材料、衬底材料等。
天线原理与设计
天线原理与设计天线是无线通信系统中的重要组成部分，它的设计和原理对于无线通信的性能和覆盖范围起着至关重要的作用。
本文将介绍天线的基本原理和设计方法，帮助读者更好地理解和应用天线技术。
首先，天线的基本原理是什么呢？天线是将电磁波转换为电信号或者将电信号转换为电磁波的装置。
在接收模式下，天线接收到的电磁波会转换成电信号，而在发送模式下，电信号会被天线转换成电磁波进行传输。
因此，天线的设计需要考虑到频率范围、辐射效率、方向性等因素，以确保其在特定的应用场景下能够实现高效的信号传输。
其次，天线的设计方法有哪些呢？天线的设计需要根据具体的应用需求来确定。
一般来说，天线的设计包括结构设计、材料选择、匹配网络设计等方面。
在结构设计方面，需要考虑天线的形状、尺寸、辐射器的布局等因素，以确保天线能够实现所需的辐射特性。
在材料选择方面，需要选择合适的材料来制作天线，以确保天线具有足够的机械强度和耐候性。
在匹配网络设计方面，需要设计合适的匹配网络来确保天线与传输线的匹配，以提高天线的辐射效率。
最后，天线的设计需要注意哪些问题呢？在天线设计过程中，需要注意考虑以下几个问题。
首先，需要考虑天线的频率范围，以确保天线能够在所需的频段内正常工作。
其次，需要考虑天线的辐射效率，以确保天线能够实现高效的信号传输。
此外，还需要考虑天线的方向性，以确保天线能够实现所需的辐射方向。
最后，还需要考虑天线的机械强度和耐候性，以确保天线能够在各种环境条件下正常工作。
综上所述，天线是无线通信系统中的重要组成部分，其设计和原理对于无线通信的性能和覆盖范围起着至关重要的作用。
天线的设计需要考虑频率范围、辐射效率、方向性等因素，以确保其能够在特定的应用场景下实现高效的信号传输。
希望本文能够帮助读者更好地理解和应用天线技术。
天线系数的计算公式
天线系数的计算公式
（最新版）
目录
1.天线系数的定义与重要性
2.天线系数的计算公式
3.计算公式的推导过程
4.应用实例与分析
正文
【1.天线系数的定义与重要性】
天线系数是描述天线接收和发送信号能力的一个重要参数，它反映了天线在某一方向上接收或发送信号的强度与理想情况下的信号强度之比。
在无线通信系统中，天线系数对于评估系统性能和设计合适的天线系统具有重要意义。
【2.天线系数的计算公式】
天线系数的计算公式为：
G = (E × H) / (k × (1/4π) × (R^2 + H^2)^(3/2))
其中，G 表示天线系数，E 表示天线接收到的电场强度，H 表示天线高度，k 表示波数，R 表示天线半径。
【3.计算公式的推导过程】
天线系数的计算公式来源于电磁场理论，它的推导过程涉及到复杂的积分运算。
在推导过程中，首先将电磁场方程进行分离变量，然后对变量进行积分运算，最后得到天线系数的计算公式。
【4.应用实例与分析】
在实际应用中，天线系数的计算公式可以帮助我们评估天线的性能，
并为天线系统的设计提供重要参考。
例如，在设计无线通信基站时，我们可以通过计算天线系数来选择合适的天线，以实现最佳的信号覆盖范围和系统性能。
总之，天线系数的计算公式是描述天线接收和发送信号能力的重要参数，它对于评估天线性能和设计合适的天线系统具有重要意义。
天线的测试方法和原理
天线的测试方法和原理一、开头最近在研究天线的测试方法和原理，发现了一些挺有趣的事情呢。
天线这个东西啊，其实在我们日常生活中到处都是。
就像咱们家里的电视，没有天线（或者现在的数字天线设备），可能就收不到几个台，画面还模糊得不行。
这天线到底是怎么回事儿，它的测试方法背后又有哪些原理呢？今天来和大家好好聊一聊。
二、内容展开咱们先来说说天线的工作原理吧。
你可以简单把天线想象成是一个在无线世界里的“嘴巴”和“耳朵”。
它既能发送电波信号（说话），又能接收电波信号（听话）。
那这些电波信号其实就是一种看不见、摸不着的电磁波，就像海洋里的水波一样，在空气中传播。
当天线要发送信号的时候，就像我们在池塘里扔一颗小石子，会激起一圈圈的水波向四周扩散，天线就是这个把电信号以电磁波形式向外扩散的源头；而天线接收信号的时候呢，反过来看就像在水里放置了一个很灵敏的探测器，当那些水波（电磁波）碰到探测器（天线）的时候，就能获取振动的信息，天线就能接收到信号啦。
那怎么知道这个“嘴巴”和“耳朵”好不好使呢？这就涉及到天线的测试方法了。
比如在测量天线的增益这个指标时，说得直白一点，就是看这个天线是不是能让信号变得更强或者说收集信号的能力有多强。
这就好像你在一个很吵的地方听人说话，带一个好的助听器（类似好的天线在接收信号）就能让声音听起来更清楚，而这个助听器（天线）增强声音的程度就是增益的一个类似概念。
在测试的时候，我们会利用一些专业的仪器在特定的环境下进行测量。
说到这里，你可能会问，那什么叫做特定的环境啊？通常呢，在实验室测试天线的时候，要避免周围其他物体的干扰。
就像我们想要真正听到某个人说话，如果周围有太多杂音（其他干扰电波），那就很难分辨清楚了。
所以测试环境要尽量纯净。
比如说测试的场地周围可能会设置一些电磁屏蔽装置，防止外界电磁场的入侵。
其实我一开始也不明白为什么要花这么大力气搞测试环境，后来看到其实一旦有外界干扰，测试的数据就会偏差很大，得出来的结果就不准了。
天线计算公式
天线计算公式天线计算公式是在无线通信领域中非常重要的一部分，它可以帮助我们设计和优化天线系统，以获得更好的信号传输效果。
在本文中，我们将介绍几种常见的天线计算公式，并解释它们的作用和应用。
我们来介绍一下天线增益的计算公式。
天线增益是衡量天线辐射能力的指标，通常以dBi为单位。
天线增益的计算公式为：G = η * D * λ^2 / (4π)其中，G表示天线的增益，η表示天线的效率，D表示天线的方向性，λ表示信号的波长。
这个公式告诉我们，天线的增益与天线效率、方向性和信号波长有关。
通过调整这些参数，我们可以优化天线的性能。
接下来，我们介绍一下天线输入阻抗的计算公式。
天线的输入阻抗是指天线输入端所呈现出的电阻和电抗的综合特性。
天线输入阻抗的计算公式为：Zin = R + jX其中，Zin表示天线的输入阻抗，R表示天线的电阻，X表示天线的电抗。
通过测量和计算天线的电阻和电抗，我们可以了解天线的匹配情况，从而调整天线系统的匹配网络，以提高信号传输效率。
天线辐射功率的计算也是天线设计中的重要内容。
天线辐射功率是指天线向空间辐射能量的能力。
天线辐射功率的计算公式为：Prad = (|E|^2 * Rrad) / (2 * η)其中，Prad表示天线的辐射功率，|E|表示天线电场强度的模值，Rrad表示天线的辐射阻抗，η表示自由空间的特性阻抗。
通过计算天线的辐射功率，我们可以评估天线的发射性能，并作出相应的调整。
天线的带宽计算也是天线设计中的一项重要任务。
天线的带宽是指天线在一定频率范围内能够正常工作的能力。
天线的带宽计算公式为：BW = f2 - f1其中，BW表示天线的带宽，f2表示天线能够正常工作的最高频率，f1表示天线能够正常工作的最低频率。
通过计算天线的带宽，我们可以选择合适的频率范围，以满足实际应用的需求。
我们来介绍一下天线的极化计算公式。
天线的极化是指天线辐射电磁波时电磁场的方向和偏振状态。
天线的极化计算公式为：P = |Eh|^2 / (|Eh|^2 + |Ev|^2)其中，P表示天线的极化度，|Eh|表示水平方向上的电场强度的模值，|Ev|表示垂直方向上的电场强度的模值。
天线测量实用手册pdf
天线测量实用手册一、天线类型与原理天线是无线通信系统中的重要组成部分，负责将电磁波转换为电流或电压，以便进行信号传输和处理。
根据不同的分类标准，天线有多种类型。
常见类型包括：线天线、面天线、行波天线、非行波天线等。
天线的工作原理基于电磁波传播的规律，包括电场、磁场和波长的概念。
二、天线参数定义与测量天线参数是评估天线性能的重要指标，包括辐射参数和电路参数两大类。
辐射参数包括方向图、增益、效率等，电路参数包括输入阻抗、电压驻波比等。
测量天线的各种参数是评估天线性能的重要手段，需要使用专业的测量仪器和设备。
三、测量设备与工具测量天线需要使用多种设备和工具，包括：信号源、功率计、频谱分析仪、场强仪、示波器等。
这些设备可以测量天线的各种参数，如阻抗、方向图、增益等。
此外，还需要使用辅助工具如支架、探头等。
四、测量环境与场地要求天线测量的精度和可靠性受到测量环境的影响，因此需要满足一定的场地要求。
例如，测量场地应远离干扰源，如高压线、电台等；场地应平坦开阔，以便进行天线架设和测量；场地还应满足一定的尺寸要求，以确保测量的准确性。
五、测量步骤与方法测量天线的步骤一般包括：天线架设、设备连接、设置参数、开始测量等。
不同的天线参数测量方法不同，如阻抗测量可以使用矢量网络分析仪进行测量，方向图和增益可以通过比较法或直接测量法进行测量。
在测量过程中需要注意操作的规范性和准确性。
六、测量数据处理与分析测量得到的数据需要进行处理和分析，以评估天线的性能。
数据处理包括数据筛选、滤波等，数据分析包括比较不同天线的性能参数，以及绘制各种图表和曲线等。
数据分析可以帮助我们了解天线的性能特点，为进一步优化和改进提供依据。
七、测量误差与精度提升天线测量的误差和精度是评估测量结果可靠性的关键因素。
误差可能来源于多个方面，如设备误差、环境干扰等。
为了提高测量的精度和可靠性，需要采取一系列措施，如选择高精度测量设备、加强场地建设、加强操作规范等。
天线测试方法介绍
天线测试方法介绍天线测试是指对无线通信设备或系统中的天线进行性能测试和验证的一系列技术手段和方法。
天线的测试旨在评估其工作频段、增益、辐射图案、回波损耗、驻波比以及其他性能参数，确保其符合设计要求并满足通信系统的性能需求。
本文将介绍天线测试的方法。
一、测试设备的选择和准备在进行天线测试之前，需要准备一些测试设备。
主要有天线测试仪、信号源、功率计、频谱分析仪等。
这些设备的选择应根据实际测试需求来确定，并确保其性能和精度符合测试要求。
二、天线增益测试天线增益是反映天线辐射能力的重要指标，对于天线的调试和优化非常关键。
天线增益测试的方法主要有场强法、功率比法和功率流量法。
场强法是通过测量接收信号的场强和发送信号的功率来计算天线增益；功率比法是通过测量发射信号和接收信号之间的功率差异来计算天线增益；功率流量法是通过测量发射信号在一定距离内的功率衰减来计算天线增益。
不同的测试方法适用于不同的测试场景，需要根据具体的测试需求来选择。
三、天线辐射图案测试天线辐射图案描述了天线在空间中的辐射特性，是评估其指向性和可用方向性的重要指标。
天线辐射图案测试的方法主要有自由空间测试法、全视场测试法和屏蔽室测试法。
自由空间测试法是将天线放置于开放空地上，通过测量发射信号的功率和方向来绘制天线辐射图案；全视场测试法是将天线置于旋转平台上，通过旋转平台的控制来改变天线的方向，从而测量不同方向的辐射特性；屏蔽室测试法是将天线置于屏蔽室内，通过测量不同方向上的电场强度来计算辐射特性。
不同的测试方法适用于不同的测试场景，需要根据具体的测试需求来选择。
四、天线回波损耗测试天线回波损耗是指天线发送信号时，部分信号由于反射和散射在天线端口反射回来的损耗。
回波损耗测试主要通过测量功率差异或反射系数来评估。
测试方法有反射系数法、两端法和西口法等。
反射系数法是通过测量天线端口上的发射信号和反射信号的功率差异来计算回波损耗；两端法是通过在天线之间设置一个匹配器，测量匹配器端口上的发射功率和反射功率来计算回波损耗；西口法是通过在天线输出端口设置一个西口来测量反射信号的功率来计算回波损耗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
需要消除周围环境对被测天线的影响（反射）
测量方法
远场 紧缩场 近场
13.1 天线测量方法
远场测试方法
室外测量
架高测试场：辐射零点对地面反射点；两个建筑物边
缘；两座山边缘
地面反射消除法：1）二次散射；2）地面反射栅；3）
十三、天线测量方法
13.1 天线测量方法
输入阻抗特性测量 测量天线的输入阻抗、反射系数Γ，从而确定天线的
阻抗带宽
对多端口天线(多天线)，测量不同端口间的S参数，从
而确定端口间的互耦特性
辐射特性测量 天线的方向图 天线的增益和方向性系数 天线的辐射效率 天线的轴比特性（圆极化天线）
垂直测试、倾斜测试
需要开阔、较大的场地，尤其对于工作频率较低的天
线 室内测量 无反射室测试：微波暗室
13.1 天线测量方法
电磁理论与微波技术实验室拥有的微波暗室
13.1 天线测量方法
紧缩场测试方法
发射喇叭天线位于抛物面的焦点，反射面产生一平面
波照射至待测天线
所需场地面积较小，对于抛物面加工精度要求很高
输入阻抗特性测量
13.1 天线测量方法
电磁理论与微波技术实验室拥有的网络分析仪
安捷伦Agilent E8363C矢量网络分析仪（10MHz-40GHz） 安捷伦N9912A便携式矢量网络分析仪（6GHz）
13.1 天线测量方法
辐ห้องสมุดไป่ตู้特性测量
利用收发天线的互易性 可采用缩尺模型的方法：缩尺模型：几何尺寸缩小m倍，
13.1 天线测量方法
输入阻抗特性测量 通常通过测量天线端口的S参数来确定天线的阻抗特性
和阻抗带宽
对于单端口天线，可认为2端口与自由空间匹配，因此
可直接通过测量S11来确定天线的反射系数
S参数的测量通常使用矢量网络分析仪，网络分析仪使
用前需要通过校准来确定测量的参考平面
13.1 天线测量方法
13.1 天线测量方法
天线增益的测试方法 比较法
增益Gs已知的标准喇叭天线 1. 用标准喇叭天线做发射 和接收，得到接收功率P1 2. 用待测天线替换标准喇 叭作为接收天线，得到接 收功率P2 3. Gt= Gs -P1+P2
增益Gt未知的待测天线
13.1 天线测量方法
紧缩场测试方法
紧缩场暗室
13.1 天线测量方法
近场测试方法
缩距技术：无反射表面透镜技术，抛物面平行较准技
术
聚焦技术：采用偏焦方法聚焦到近处 解析技术：由近场测量值进行模式展开 所需场地最小，但通常对于测量相位的精度要求较高
13.1 天线测量方法
近场测试方法 近场暗室和测试系统