实验五天线的输入阻抗与驻波比测量
天线驻波比测试方法
天线驻波比测试方法SX－400驻波比功率计是日本第一电波工业株式会社的“ 钻石天线” 系列产品，它是一种无源驻波比功率计，将它连接在电台与天线之间，通过简单的操作可测量电台发射功率、天线馈线与电台不匹配引起的反射功率及驻波比，此外在单边带通信中本功率计还可作为峰值包络功率监视器。
本仪表作为电信、军队、铁路(无线检修所)等无线通信部门的常用仪表被广泛使用，由于使用说明书为日文，阅读不便，为便于现场人员正确使用，现将使用方法和注意事项介绍如下。
1 仪表表头、开关、端口功能仪表表头、开关、端口位置见图 1①表头：用于指示发射功率、反射功率、驻波比及单边带应用时峰值包络功率的数值。
表头上共有5道刻度。
从上往下，第 1、 2道刻度为驻波比刻度值，第一道刻度右侧标有“ H” ，当电台输出功率大于5W时，应从该刻度上读取驻波比值；第二道刻度右侧标有“ L” ，当电台输出功率小于5W时，应从该刻度上读取驻波比值；第 3、4、5道刻度为功率值刻度，分别对应功率值满量程200W、20W、5 W档位。
②RANGE(量程开关选择功率测量量程，共三档，分别为200W、 20W、 5W。
③FUNCTION(测量功能选择开关置于“ POWER” 时，进行发射功率(FWD)、反射功率(REF)测量。
'置于“ CAL” 时，进行驻波比(SWR)测量前的校准。
置于“ SWR” 时，进行驻波比(SWR)测量④CAL(校准旋钮)进行驻波比(SWR)测量前(被测电台处于发射状态下)，用此旋钮进行校准，应将指针调到表头第一道刻度右侧标有“ ” 处。
⑤POWER(功率测量选择开关置于“ FWD” 时，进行电台发射功率测量。
置于“ REF” 时，进行反射波功率测量。
置于“ OFF” 时，停止对电台各种功率的测量。
⑥AVG、PEP MONI(平均值或峰值包络功率测量选择开关) 测发射功率、反射波功率、驻波比时，该开关应弹起，呈“ ■” 状态，此时表头所指示的是功率的平均值(AVG)。
驻波比测量实验报告
驻波比测量实验报告驻波比测量实验报告引言：驻波比测量是电磁波传输中常用的一种测量方法，通过测量驻波比可以了解电磁波在传输线上的传输情况以及传输线上的阻抗匹配情况。
本实验旨在通过实际操作，掌握驻波比测量的原理和方法，并通过实验数据的分析，加深对驻波比的理解。
实验原理：驻波比是指电磁波在传输线上的反射波与正向波的振幅之比，用VSWR （Voltage Standing Wave Ratio）表示。
传输线上的驻波比与传输线的特性阻抗有关，当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时，会产生反射波，从而导致驻波比的增大。
实验器材：1. 驻波比测量仪2. 信号发生器3. 50欧姆传输线4. 负载电阻5. 连接线缆实验步骤：1. 将信号发生器与驻波比测量仪连接，并设置信号发生器的频率为所需测量频率。
2. 将驻波比测量仪与传输线连接，确保连接稳固。
3. 将负载电阻与传输线的末端相连。
4. 打开信号发生器和驻波比测量仪，调节信号发生器的输出功率，使其适合测量范围。
5. 通过驻波比测量仪的显示屏，记录下测量得到的驻波比数值。
6. 将负载电阻更换为其他数值的电阻，并重复步骤5，记录下不同负载电阻下的驻波比数值。
实验结果与分析：根据实验步骤得到的驻波比数据，我们可以进行进一步的分析和计算。
首先，我们可以观察不同负载电阻下的驻波比变化情况。
当负载电阻与传输线的特性阻抗相等时，驻波比最小，接近于1；当负载电阻与传输线的特性阻抗不匹配时，驻波比会增大。
通过这一现象，我们可以判断传输线与负载之间的阻抗匹配情况。
另外，我们还可以计算驻波比与反射系数之间的关系。
反射系数（Reflection Coefficient）是指电磁波在传输线上的反射波与正向波的振幅之比。
反射系数与驻波比之间的关系可以通过以下公式计算得到：反射系数 = (VSWR - 1) / (VSWR + 1)通过测量得到的驻波比数据，我们可以计算出相应的反射系数，并进一步分析传输线上的反射情况。
天线驻波比测试方法
天线驻波比测试方法1 天线驻波比（VSWR）测试天线驻波比就是信号反射再次回到发射端时，改变发射端阻抗与传输线阻抗之比的概念。
它可以表示收发信号强度及品质，是评价良好RF连接质量的重要指标。
天线驻波比测试是检查天线及RF模块安装质量及性能的重要指标，也是衡量许多电子设备的效率水平的参考指标。
1.1 测量原理驻波比测试，Working Voltage Standing Wave Ratio（VSWR），也称为综合驻波值（S11），是接入了收发电路的天线实际所提供的反射信号强度比。
它由发射到天线，以及天线所发射回到原点的信号之间的比值确定，其方法是：信号从发射端通过一根传输线的负载端将信号输送到重力天线，信号再从重力天线发射回发射端，然后再次由发射端经同一根传输线发出。
1.2 测量方法测量天线驻波的方法有VNAs（Vector Network analysers），VSWR meters和return loss bridges。
1）VNAs：VNAs可以看成是一种多端口网络分析仪，它能以频率和阻抗为参数测量天线的参数，也能测量天线系统中发射信号和反射信号之间的差别。
2） VSWR meter：它可以同时测量发射、反射和总体驻波值。
它一般都是使用平衡和非平衡进行测量，测量结果一般以VSWR值来表示，1:1.5即为1.5：1，表示发射信号有1.5倍的反射，1:1.5显示结果为“1.5”，越接近1越接近理想状态。
3） Return loss bridge：它的原理与VSWR meter相同，但它的数字化显示方式为以dB为单位的反射率。
1.3 应用VSWRL测试在各类无线通信设备，包括射频模块和天线的安装与检测通常可以作为校准或查找正常状态的有效手段，常见的应用场景有无线电设备、无线网络等等。
2 结论由上文可知，VSWR测试是评价良好RF连接质量的重要指标，常用于检测天线及RF模块安装质量及性能，除此之外还可以用于校准或查找正常状态的有效手段。
天线驻波比的测量方法
天線駐波比的測量方法
在天線系統中，天
線與設備配接是
否良好我們常常
用一個稱為駐波
比的參數對其衡
量，當駐波比為1
的時，表示此天線
系統匹配良好沒有反射，如此數越大則意味著匹配狀況越差，系統中存在越大的反射波。
那末如何測量天線的駐波比呢？在這裏我向大家介紹一種較為簡易的辦法。
要測量駐波比需要一台掃頻儀，接法如圖2-1，先將饋線的終端（近天線系統一端）短路，此時由於掃頻儀輸出的信號在饋線的終端形成全反射，觀察其全反射波形如圖2-2曲線的最大幅度為a，然後將天線接入饋線的終端，此時掃頻儀上在工作頻率範圍內觀察到的最大幅度為b如圖2-3，先求出反射係數P=b/a，然後可用式S=1+P/1-P求出駐波比，式中的S表示駐波比。
天线驻波比测试说明（可编辑）
一、测试环境
需要在室外空旷的区域进行测试，同时保证天线周围尤其是正前方无遮挡
物。
二、测试仪表及转接线校准
测试前应将驻波测试仪SiteMaster及转接线作为一个整体进行校准，消除转接线带来的误差。
如下图所示：
天线
校准件
转接线
转接线
校准过程测试过程
三、保证测试转接头的质量
一般在使用驻波测试仪SiteMaster测试基站天线时，需要采用一个N型转DIN形接头，而转接头的质量对天线驻波比的影响非常大，尤其是测试高频段天线。
螺纹拧固一体化结构
质量一般的转接头质量较好的转接头四、连接天线进行驻波比测试
在以上步骤完成后，连接天线进行驻波比的测试，如下图所示：
天线
转接头
转接线。
半波振子的输入阻抗与驻波比的测试实验原理
半波振子的输入阻抗与驻波比的测试实验原理
半波振子是一种常用的天线结构，其输入阻抗和驻波比的测试是判断天线性能的重要手段。
下面是它们的实验原理：
1. 输入阻抗测试原理
输入阻抗是指天线口的阻抗值，通常用复数形式表示。
在实际使用中，为了优化天线系统的匹配，需要对其进行输入阻抗测试。
输入阻抗测试通常通过一些特定的测量方法实现，如：
(1) 端口阻抗测量：可通过阻抗分析器测量天线端口的阻抗。
(2) 反射系数测量：可以通过向天线端口输入信号，通过反射系数计算得到输入阻抗值。
(3) 同轴适配器法：用同轴适配器将天线端口与测试设备相连，实现输入阻抗测试。
2. 驻波比测试原理
驻波比是指在传输线中反射波和正向波形成的电压幅值比值。
驻波比越小，表示
反射波越少，线路匹配性能越好，天线性能也越好。
一般认为驻波比小于2就能基本保证线路匹配性能。
驻波比的测试方法主要有：
(1) 反射法：用反射系数测量仪测量传输线中反射波和正向波的幅值，从而计算得到驻波比。
(2) 平衡法：用平衡器测量信号的正向和反向功率，从而计算得到驻波比。
(3) 调制法：将一正弦波与测试信号混合，将其通过传输线，然后侧于线路接口处测量反射波信号的幅值，从而计算得到驻波比。
需要注意的是，由于半波振子的结构比较复杂，其输入阻抗和驻波比的测试需要根据具体测试方法进行合理选取。
天线驻波比测试方法（精编）
天线驻波比测试方法SX－400驻波比功率计是日本第一电波工业株式会社的“ 钻石天线” 系列产品，它是一种无源驻波比功率计，将它连接在电台与天线之间，通过简单的操作可测量电台发射功率、天线馈线与电台不匹配引起的反射功率及驻波比，此外在单边带通信中本功率计还可作为峰值包络功率监视器。
本仪表作为电信、军队、铁路(无线检修所)等无线通信部门的常用仪表被广泛使用，由于使用说明书为日文，阅读不便，为便于现场人员正确使用，现将使用方法和注意事项介绍如下。
1 仪表表头、开关、端口功能仪表表头、开关、端口位置见图 1①表头：用于指示发射功率、反射功率、驻波比及单边带应用时峰值包络功率的数值。
表头上共有5道刻度。
从上往下，第 1、 2道刻度为驻波比刻度值，第一道刻度右侧标有“ H” ，当电台输出功率大于5W时，应从该刻度上读取驻波比值；第二道刻度右侧标有“ L” ，当电台输出功率小于5W时，应从该刻度上读取驻波比值；第 3、4、5道刻度为功率值刻度，分别对应功率值满量程200W、20W、5 W档位。
②RANGE(量程开关选择功率测量量程，共三档，分别为200W、 20W、 5W。
③FUNCTION(测量功能选择开关置于“ POWER” 时，进行发射功率(FWD)、反射功率(REF)测量。
'置于“ CAL” 时，进行驻波比(SWR)测量前的校准。
置于“ SWR” 时，进行驻波比(SWR)测量④CAL(校准旋钮)进行驻波比(SWR)测量前(被测电台处于发射状态下)，用此旋钮进行校准，应将指针调到表头第一道刻度右侧标有“ ” 处。
⑤POWER(功率测量选择开关置于“ FWD” 时，进行电台发射功率测量。
置于“ REF” 时，进行反射波功率测量。
置于“ OFF” 时，停止对电台各种功率的测量。
⑥AVG、PEP MONI(平均值或峰值包络功率测量选择开关) 测发射功率、反射波功率、驻波比时，该开关应弹起，呈“ ■” 状态，此时表头所指示的是功率的平均值(AVG)。
实验五-微带天线设计
(-33.4,39.5)
(-52.9,19.895) (-52.9,20.845)
w1=0.29mm w2=2.19mm
(-33.4,19.895) (-33.4,19.605)
(-52.9,18.655)
l1=19.5mm (-52.9,19.605) (-33.4,05) L=33.4mm
(0,39.5) W=39.5mm (0,0)
W / h 0.264 W / h 0.8
2W 2
Y in
2G
90 2W
2 0
2
120
2 0
W≤λ0 W>λ0
f0 2
c
e (L2L)
W
c 2 f0
r211/2
01.08.2020
MW & Opti. Commu. Lab, XJTU
14
矩形天线实例:
w2
w1
W
l1 L
01.08.2020
• 在数据显示窗口，执行菜单命令【Tool]->【Data File Tool】，弹出 “dttool/main Window”，利用此工具导出Momentum仿真后的S1P文件。
实验五 微带天线设计、仿 真、制作与测试
一、天线的基本知识
1.1 天线的概念
天线：向空间发射或从空间接收电磁波的装置
天线功能: （1）能量转换功能:进行导 行波(或高频电流)和自由空 间波之间的能量转换; （2）定向作用:向空间发射 或从空间接收电磁波具有一 定的方向性。对于发射天线， 是指将电磁波能量向一定方 向集中辐射; 对于接收天线， 是只接收特定方向来的电磁 波.
w1=0.40mm w2=2.31mm
(-33.4,19.95) (-33.4,19.55)
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实验五天线的输入阻抗与驻波比测量
一、实验目的
1.了解单极子的阻抗特性，知道单极子阻抗的测量方法。
2.了解半波振子的阻抗特性，知道半波振子阻抗与驻波比的测量方法。
3.了解全波振子的阻抗特性，知道全波振子阻抗与驻波比的测量方法。
4.了解偶极子的阻抗特性，知道偶极子阻抗与驻波比的测量方法。
二、实验器材
PNA3621及其全套附件，作地用的铝板一块，待测单极子3个，分别为Φ1，Φ3，Φ9，长度相同。
短路器一只，待测半波振子天线一个，待测全波振子天线一个，待测偶极子天线一个。
三、实验步骤
1.仪器按测回损连接，按【执行】键校开路；
2.接上短路器，按【执行】键校短路；
3.拔下短路器，插上待测振子即可测出输入阻抗轨迹。
4.拔下短路器，接上待测半波振子天线，按菜单键将光标移到【移+0.000m】处，设置移参数据约0.184m，再将光标上移到【矢量】处，按【执行】键。
5.拔下短路器，接上待测全波振子天线，按菜单键将光标移到【移+0.000m】处，设置移参数据约0.133m，再将光标上移到【矢量】处，按【执行】键。
6.拔下短路器，接上待测偶极子天线，按菜单键将光标移到【移+0.000m】处，设置移参数据约0.074m，再将光标上移到【矢量】处，按【执行】键。
四、实验记录
单极子∅3：
单极子∅2：
单极子∅1：
偶极子：
半波振子：
全波振子：
五、实验仿真
以下为实验仿真及其结果：
六、实验扩展分析
单极子天线是在偶极子天线的基础上发展而来的。
最初偶极子天线有两个臂，每个臂长四分之一波长，方向图类似面包圈；研究人员利用镜像原理，在单臂下面加一块金属板，变得到了单极子天线。
单极子天线很容易做成超宽带。
至于其他方面的电性能，基本与偶极子天线相似。
上图左边为单极子，右边为偶极子。
虚线根据地面作为等势面镜像而来，单极子是从中心馈电点处切去一半并相对于地面馈电的偶极子。
单极子是从中心馈电点处切去一半并相对于地面馈电的偶极子。
因此可以理解为：上半个偶极子+对称面作为接地=单极子。
由于单极子接地面就是偶极子的对称面，因此单极子馈电部分输入端的缝隙宽度只有偶极子的一半，根据电压等于电场的线积分，这导致输入电压只有偶极子的一半。
又因为对称性，单极子和偶极子的电流大小相同，因此单极子的输入阻抗是偶极子的一半。
同理，辐射电阻或辐射功率也是偶极子的一半。
由于单极子只辐射上半空间，而偶极子辐射整个空间，因此单极子的方向性是偶极子的
2倍。
上半空间这两个天线方向图实际没有区别，只是如前所述当上半空间有相同的场时，对于单极子只需偶极子的一半输入功率。
因此，按照方向性系数的定义，单极子方向性是偶极子的2倍。
对于半波振子和全波振子：两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长称为半波对称振子，全长与波长相等的振子称为全波对称振子。
其中半波振子最为常用，且半波振子是研究线天线的基础：
第一、半波振子天线的是“8”字形，无副瓣，在应用中，有一定优势。
第二、半波振子在输入端，电流是波腹点，输入阻抗是73.1+42.5欧姆，通过一定的调节，容易实现谐振，能使输入阻抗为纯电阻，且易与特性阻抗为50欧姆的馈电网络匹配。
第三、当长度超过半波长时，线上出现反相电流，使得天线的方向性下降，增益降低。
七、实验小结
对于此次实验我觉得收获很多。
首先，我对天线的输入阻抗及驻波比的测量方法有了
一定的掌握并且能熟练运用实验设备。
由实验数据可以看出单极子天线在第一谐振点的频率随着天线的尺寸增大而减小，在第二谐振点由于实验误差没有得出具体规律，但理论上来说应为随尺寸增大而减小。
在应用中常用半波振子天线，应为它具有更多的优点。
另外，老师上课一直强调设备每次运用时都要进行校准，这培养了我们对实验设备进行严格按规定操作的习惯，一定程度上培养了我们做事严谨的习惯。
同时，通过实验让我们对天线有了更加感性的认识，了解了一些常见天线的工作原理，并且对其相关特性有了更加透明深刻的认识。
在课后运用CST软件进行了天线的相关仿真，进一步巩固知识。
其次，提高了我们对CST软件的应用能力，提高了熟练度。
同时对于不懂得知识善于去查找资料，培养了我们查找资料的能力。