天线方向图测量
电磁场与电磁波实验指导书(参考)
电磁场与电磁波实验指导书目录实验一电磁波感应器的设计与制作实验二电磁波传播特性实验实验三电磁波的极化实验实验四天线方向图测量实验实验一电磁波感应器的设计与制作一、预习要求1、什么是法拉第电磁感应定律？2、什么是电偶极子？3、了解线天线基本结构及其特性。
二、实验目的1、认识时变电磁场，理解电磁感应的原理和作用。
2、通过电磁感应装置的设计，初步了解天线的特性及基本结构。
3、理解电磁波辐射原理。
三、实验原理随时间变化的电场要在空间产生磁场，同样，随时间变化的磁场也要在空间产生电场。
电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。
能够辐射电磁波的装置称为天线，用功率信号发生器作为发射源，通过发射天线产生电磁波。
图1 电磁感应装置如果将另一付天线置于电磁波中，就能在天线体上感生高频电流，我们可以称之为接收天线，接收天线离发射天线越近，电磁波功率越强，感应电动势越大。
如果用小功率的白炽灯泡接入天线馈电点，能量足够时就可使白炽灯发光。
接收天线和白炽灯构成一个完整的电磁感应装置，如图1所示。
电偶极子是一种基本的辐射单元，它是一段长度远小于波长的直线电流元，线上的电流均匀同相，一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故又称为元天线，元天线是最基本的天线。
电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等，如图2所示。
图2 接收天线本实验重点介绍其中的一种─—半波天线。
半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。
对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。
这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。
而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。
半波振子因其一臂长度为/4λ，全长为半波长而得名。
其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（/L λ=4）的远区场强有以下关系式：()cos(cos )sin I I E f r rθπθθ==60602 式中，()f θ为方向性函数，对称振子归一化方向性函数为：()()maxcos(cos )sin f F f θθπθθ==2 其中max f 是()f θ的最大值。
在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法
在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法郝延刚;李淑华【摘要】On the basis of the commonly used antenna pattern measurement method, is the size of a large array antenna taken into consideration, and designed a set of array antenna pattern testing method in an outdoor test field. According to this method, the array antenna pattern of a particular model of aircraft is firstly tested. Then the radiation pattern of the pitch surface is measured and compared with the theoretical simulation results thus proving the accuracy of the experimental program. Finally, the experimental error is analyzed.%在常用天线方向图测量方法的基础上,考虑大型阵列天线尺寸大的特殊性,并且结合实际测量条件,设计出一套在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法.按照此方法,对某型号飞机的阵列天线方向图进行测试.测得其俯仰面辐射方向图后与理论仿真结果对比,论证实验方案的准确性,并对实验误差进行分析.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)029【总页数】4页(P7745-7748)【关键词】阵列天线;方向图;室外测试场【作者】郝延刚;李淑华【作者单位】海军航空工程学院青岛分院,青岛266041;海军航空工程学院青岛分院,青岛266041【正文语种】中文【中图分类】TN820.1阵列天线具有较强的方向性和较高的增益，并且能够实现方向图扫描等优点。
提高室内远场方向图测试精度的几种方法
提高室内远场方向图测试精度的几种方法摘要：在利用室内远场测量天线方向图时，由于测试系统本身的限制，方向图测试结果的精度会受到多方面的影响，本文通过对方向图测试原理及误差分析，找到了提高天线方向图测试精度的几种方法，并通过实验对其进行了验证。
关键词：室内远场，天线，方向图；0.引言室内远场设计了包括金属结构和高性能的吸波材料结构，相较于室外远场具有全天候、保密等特性，不仅对于比较昂贵的待测产品能起到保护作用，而且还可以有效避免外界电磁干扰，获得稳定的信号电平。
精确的幅度和相位测试是精准获取天线参数的基础。
天线方向图定义为在无限远处辐射场随辐射方向的变化。
天线方向图是反映天线辐射特性的一个最重要的初始参量。
天线的其它参量，如增益、主瓣宽度、副瓣电平、差斜率、零深和瞄准误差等技术指标，均可由方向图确定。
由于各自硬件条件的限制、经费预算的限制、以及对测试效率的期望，导致每一种测试方法所对应的实际系统会引入各自固有的测试误差，从而限制了辐射参数测试的准确性。
1.室内远场方向图的测试原理室内远场测试一般是以矢量网络分析仪为核心，辅以控制和操作单元组成，通过更换不同频段的参考/测试混频组件和相应的连接电缆、转换器，完成不同频段的各种天线、各种参数的测量，分为微波暗室、测试转台子系统、发射极化转台子系统、射频链路子系统与计算机软件控制软件子系统。
根据互易原理可知，无源天线作为放射天线或者接收天线时测量得到的天线辐射参数是相同的，由发射天线发射信号，被测天线收到后，将幅度和相位传送到接收机。
远场测量时，保持发射天线不动，待测天线架设在距离发射天线大于2D^2/λ(远场测量的典型距离)距离的多维转台上，转台转动带动待测天线空间姿态的改变，根据接收机在不同方位角度接收到的功率电平，即可描绘出方向图曲线。
天线方向图是表征天线辐射特性与空间角度关系的图形，用来表征天线向一定方向辐射电磁波的能力。
在通常情况下，方向图在远区进行测定并且表示为空间方向坐标的函数，取坐标系如下图：图1 方向图坐标系天线位于坐标原点。
某型雷达天线方向图在线测量方法与分析
ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ Ｏ ａ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ， ｅ ｎ ｃ ａ ｐ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ， ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ， Ｓ Ｏ ａ ｓ
ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ， ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ．
以天线方 向图测量进行 ， 需 要专用的天线转台测试系统 ， 还要求
被 测 天 线 提供 馈 线 接 口 ； 而在 用 雷 达 通 常 将 天 线 、 发射机、 接 收机等进行 一体化封装 ， 为 确保性 能， 不 宜 将 天 线 单 独 拆 卸， 从 而 使 得 天 线 方 向 图测 量 难 以 实 施 。将 某 型 精 密 测 量 雷 达 的发 射 天 线 和 发 射 机 、 接 收天 线 和整 个 接 收机 与 终 端 分 别作为一个整 体 ， 实 现 了天 线 及 其 相 关 系 统 的 整 体 方 向图 在 线 测 量 ， 通过对 测量不确定 度的评定表 明 ， 该 测 量 方 法 满 足使用要求 。 关 键 词 ：天 线 方 向 图 ； 在 线 测 量 ｛不 确 定 度 分 析 中圈 分 类 号 ：ＴＮ８ ２ ０ ． １ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 国 家标 准 学 科 分 类 代 码 ：５ １ ０ ． ７ ０
天线方向图测试中的俯仰角定义与转台选择
天线用于辐射和接收无线电波，是雷达系统的重要 组成部分。雷达系统的战术性能如探测距离、探测范围、 测角（方位、俯仰）精度、角度分辨力和反干扰能力都与天 线方向图特性有关，因此需要全面掌握天线的方向图特 性。通常天线方向图的测试是在微波暗室或外场试验场 进行的，不仅需要测试天线水平方向（俯仰角为 0°时）的 方向图，还需要测试其他俯仰角（俯仰角不为 0°时）的方 向图［1］。但天线安装平台的俯仰角定义不尽相同，有的 以目标与天线水平面的夹角定义为俯仰角，有的以目标 在天线垂直面的投影与水平面的夹角为俯仰角；同时常 见的转台形式也有两种，有的水平轴在俯仰轴上方，有的 水平轴在俯仰轴下方［2］。因此，根据俯仰角定义正确选 择具有合适转台的测量环境进行测试，是正确获得天线 方向图特性数据的保证。
Yang Xianchao Ren Chao Wang Kai Xiong Han
（State-run NO.783 Factory，Mianyang Sichuan 621000）
Abstract：The paper introduced the definitions of two pitch angles and two forms of turntable in antenna pattern mea⁃ surement，and analyzed the corresponding relationship between different pitch angles and different turntables，Final⁃ ly，gave the conversion relationship between two different pitch angles.This paper is of great significance for the guid⁃ ance of antenna pattern measurement. Keywords:pitch angle；turntable；antenna pattern measurement
有源相控阵天线发射方向图测试简易方法
有源相控阵天线发射方向图测试简易方法李为玉【摘要】It is necessary to test antenna beam pattern in transmitting and receiving mode of the active phased array antenna. The existing far field test for antenna is to test antenna beam pattern in receiving mode. In this paper, an easy way to test transmit beam pattern was presented. In the test, testing pedestal for radar antenna and transmitting horn of the far field test were used. And then the spectrum analyzer received the data which the active phased array antenna had transmitted. Test software was developed and installed in the central master computer to collect data and test transmit beam pattern of active phased array antenna in real time. It proves that the test method is simple and easy to carry out.%有源相控阵天线需要对接收和发射两种状态的天线方向图进行测试.现有天线测试远场只能进行接收态的方向图测试,介绍了在远场进行发射态方向图测试的一种简易方法.利用远场的测试转台和发射喇叭,使用频谱分析仪接收有源相控阵天线发射的数据,编制测试软件采集处理数据,即能实现有源相控阵天线发射方向图的测试.该测试方法简单易行.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)015【总页数】2页(P95-96)【关键词】有源相控阵天线;发射方向图;测试转台;发射喇叭【作者】李为玉【作者单位】中航雷达与电子设备研究院,江苏无锡214063【正文语种】中文【中图分类】TN820.1-340 引言雷达在国防建设和国民经济方面得到了广泛的应用，其中相控阵雷达技术以高度的灵活性受到了人们的青睐。
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。
发射装置 接收装置控制器电机线信号线图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！图2.5 归一化界面2.7当图2.5中“归一化控制”区提示归一化完成时，点击“启动”按钮，天线旋转，测试开始。
天线原理与设计62 方向图测量
-20
0.3 0.2
-30
0.1
0 20 40 60 80 100 120140160180θ 0-400 20 40 60 80 100 120 140160180θ 0
(a)归一化场强方向图
(b)归一化场强分贝值方向图
归一化方向图
一、现场测量
采用现场测量方法的待测天线通常都固定不动,而 让辅助天线绕待测天线在感兴趣的平面内作圆周运 动,以测取该平面的方向图。 1、地面测试法
2、空中测试法 这种方法仍是固定待测天线不动,一般作接收天
线。辅助源天线由普通飞机、直升飞机、小型飞船、 气球等运载工具携带,绕待测天线在所需测试的平 面内作圆弧运动,据不同角位置时待测天线接收到 的相对场强大小,就求得了该平面内的方向图特性。
采用此方法应注意以下几点: (1)当沿要求路线飞行的飞行器所运载的源天线 姿态相对于待测天线改变时,待测天线接收到的信 号也将显著改变。为了将这种改变减至最小,源天 线的波瓣最大值应始终对准待测天线,且源天线方 向图之有用部份应尽可能均匀(即弱方向性或全方 向性天线),飞行器的航向应选择得其姿态改变最小。
(2)由于源天线的方向图会受到携带它的飞行器形 状的影响,因此,设计和安装源天线时必须将环境因 素考虑进去。
(3)根据天线电尺寸和飞行器尺寸的不同,应选择 不同类型的源天线。
二、测试场测量
超高频或微波波段的真实天线或其它波段的缩尺 模型天线,一般都在测试场进行天线方向图测量,简 单而方便。此时,辅助天线固定不动,待测天线绕自身 的通过相位中心的轴旋转。通常,辅助天线作发射,待 测天线作接收,待测天线装在特制的有角标指示的转 台上。测试水平方向图时,可让待测天线在水平面内 旋转,记下不同方位角时相应的场强响应,在适当的
天线方向性图的测量[权威资料]
天线方向性图的测量[权威资料] 天线方向性图的测量对于一面发射天线，如果有另一面性能较好的接收天线相配合，就可以测定发射天线的发射方向图。
对于一面接收天线，如果有一面发射天线相配合，就可以测定接收天线的接收方向图。
只是在测定方向图时，不管被测的是发射天线还是接收天线，都需要有电动伺服系统，能够平稳地、连续地在方位面和俯仰面上进行调整。
用来配合测试的天线可以与被测天线处于同一地球站内，也可以处在地理位置相隔较远的地球站上。
这种测定天线方向性图的方法，称为“辅助地球站测量法”。
要想测定发射天线的方向性图，则与之配合的接收天线就是“辅助地球站”;要想测定接收天线，则与之配合的发射天线就是“辅助地球站”。
这种测量法与其它一些方法相比有以下优点:一是既能测接收方向图，又能测发射方向图;二是测量的角度范围比较大，能够测到远旁瓣;三是测量的结果比较准确，测量精度在可控范围内。
使用这种测量方法，不论是测量发射方向性图还是测量接收方向性图，都必须向卫星发射一个不加调制的单载波，且要求其频率和功率都十分稳定。
上行功率的确定要考虑两个方面的因素，一方面上行功率要足够大，以保证在天线转动到远旁瓣时仍能接收到信号;另一方面，上行功率又不能过大，避免使卫星转发器进入饱和状态，一旦转发器处于饱和状态，会影响方向性图在主瓣附近的细节，还会影响主瓣与旁瓣之间的电平关系。
如图1(a)所示，某天线在测试时因为上行发射功率太大导致转发器饱和，主瓣被压缩，主瓣与旁瓣的电平差不符合指标要求;而在调小发射功率后再测，结果就正常了，见图1(b)。
所以，确定上行功率时需要得到卫星测控站的帮助，只要确认在天线主瓣对准卫星时转发器未饱和即可。
上行功率的确定还要兼顾测试接收机的性能，以保证接收机工作在线性范围内，避免由于接收机的原因导致测量误差。
在测量中还需注意，尽可能不使用LNB(低噪声下变频单元)，而应使用LNA(低噪声放大器)，且放大器中不可启用AGC(自动电平调整)功能。
天线方向图的理论分析及测量原理分析
实验四、电波天线特性测试一、实验原理天线的概念无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；等等分类。
选择合适的天线天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，用户在选择天线时必须首先注重其性能。
具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。
选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的要求是：选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。
天线的方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。
垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图。
立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。
天线的增益增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。
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发射天线接收天线传播电磁波近代物理实验实验报告成绩：班级姓名：同组者：教师：天线的方向图与极化特性测量【实验目的】一、了解天线的大体工作原理。
二、绘制并明白得天线方向图。
3、依照方向图研究天线的辐射特性。
【实验原理】一、天线的原理天线的作用第一在于辐射和接收无线电波，可是能辐射或接收电磁波的东西不必然都能用来作为天线。
要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必需知足必然的要求。
图1给出由高频开路平行双导线传输线演变成天线的进程。
如此的结构被称为开放式结构。
由结尾开路的平行双导线传输线张开而成的天线，确实是通常的对称振子天线，是最简单的一种天线。
天线辐射的是无线电波，接收的也是无线电波，但是发射机通过馈线送入天线的并非是无线电波，接收天线也不能把无线电波直接经馈线送入接收机，其中必需进行能量的转换。
图2是进行无线电通信时，从发射机到接收机信号通路的简单方框图。
天线除能有效地辐射或接收无线电波外，还能完成高频电流到同频率无线电波的转换，或完成无线电波到同频率的高频电流的转换。
因此，天线仍是一个能量转换器。
研究天线问题，实质上是研究天线所产生的空间电磁场散布，和由空间电磁场散布所决定的天线特性。
咱们明白电磁场知足麦克斯韦（Maxwell）方程组。
因此，求解天线问题实质上是求解知足必然边界条件的电磁场方程，它的理论基础是电磁场理论。
图1传输线演变成天线a.发射机c.b.图图2 无线电通信系统中的信号通道简单方框图二、 天线的分类天线的形式很多，为了便于研究，能够依照不同情形进行分类。
按用途分类，有发射天线，接收天线和收发公用天线。
按利用范围分类，有通信天线，雷达天线，导航天线，测向天线，广播天线电视天线等。
按馈电方式分类，有对称天线，不对称天线。
按利用波段分类，有长波、超长波天线，中波天线，短波天线，超短波天线和微波天线。
按天线外形分类，有T 形天线，V 形天线，菱形天线，鱼骨形天线，环形天线，螺旋天线，喇叭天线，反射面天线等等。
从便于分析和研究天线的性能动身，能够将大部份天线按其结构形式分为两大类：一类是由半径远小于波长的金属导线组成的线状天线——称为线天线，另一类是用尺寸大于波长的金属或介质面组成的面状天线——称为面天线。
线天线要紧用于长、中、短波波段，面天线要紧用于微波波段，超短波波段那么二者兼用。
线天线和面天线的大体辐射原理是相同的，但分析方式那么有所不同。
3、 天线的辐射方向图研究天线主若是取得天线的相关特性，天线特性一样由电路特性和辐射特性两个方面表征。
电路特性包括天线的输入阻抗、效率、频率宽度和匹配程度等；辐射特性包括方向图、增益、极化、相位等，为了达到最正确的通信成效，要求天线必需具有必然的方向性，较高的转换效率，和知足系统工作的频带宽度。
依照无线电技术设备的任务不同，常常要求天线不是向所有方向均匀地辐射，而是只向某个特定的区域辐射，在其它方向不辐射或辐射很弱，也确实是说，要求天线具有方向性。
一副好的天线，在有效地辐射或接收无线电波的同时，还应该具有为完成某种任务而要求的方向特性。
天线所辐射的无线电波能量在空间方向上的散布，一般是不均匀的，这确实是天线的方向性。
在没有专门指明的情形下，辐射方向图一样均指功率通量密度的空间散布。
方向图还能够用分贝（dB ）表示，功率方向图用分贝表示后就称为分贝方向图，它表示某方向的功率通量密度相关于最大值下降的分贝数。
天线某方向的分贝数的计算方式见公式（1）：max()10lg()Pp dB dB P =⨯ 其中P 为某方向的功率通量密度，max P 为最大功率通量密度。
通过天线方向图能够方便的取得表征天线性能的电参数，下面咱们列举出可由天线方向图取得的天线参数：（1) 主方向角。
指主瓣最大值对应的角度；（2) 主瓣宽度。
也称零功率点波瓣宽度（Beam Width betweenFirstNulls,BWFN ）,指主瓣最大值两边第一副瓣两个零辐射方向之间的夹角，即02θ。
主瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强；（3) 半功率角。
也称半功率点波瓣宽度（Half Power Beam Width, HPBW ）,指主瓣最大值两边功率密度等于最大值的倍的两辐射方向之间的夹角，又叫3分贝波束宽度（将功率密度转化成份贝数后，会发觉功率密度变成最大功率密度1/2的地址对应的分贝数比最大功率处小3dB （-3dB=10*lg<1/2>dB ），即0.52θ； （4) 副瓣宽度。
指第一副瓣两边两个零辐射方向之间的夹角；（5) 副瓣电平（Side Lobe Lever, SLL ）。
指副瓣最大值与主瓣最大值之比，一样也以分贝表示，见公式（2），其中：max 2P 和max P 别离为最大副瓣核主瓣的功率密度最大值。
max 2max10lg()P SLL dB P =⨯天线方向图的测量方式要紧有固定天线法和旋转天线法两种：固定天线法由于这种测量方式测试平台不易构建，操作难度又相对较大，而且受到测试现场环境阻碍较大，很宝贵到较为精准地测量数据，因此很少采纳。
旋转天线法相对灵活简单，是方向图测量常常采纳的一种方式。
测量时，辅助天线作为信号源固定不动，待测天线作为接收天线，装在转台上，通过在必然平面内旋转测得不同角度时的场壮大小，即可取得水平方向图和垂直方向图。
【实验装置】本实验的实验装置为A T3200天线实训系统。
本系统包括能够提供500MHz 、2GHz 、10GHz 的RF 信号源和天线方向操纵器，能够在运算机上仿真天线复制图和特性的仿真软件。
本实验装置要紧包括以下几个部件 一、主控器 图4是主控器面板示用意，分为接收器面板和发射器面板两个部份。
下面咱们给出了面板上要紧部件的名称： (1) 电源开关（主开关）；(2) 信号强度显示屏（-50dB — -10dB ）； (3) 旋转角度显示屏（0°～360°）；(4) 500MHz 、2GHz 、10GHz 振荡器开关和LED 指示灯； (5) 调制器（调制器开关）；(6) 500MHz 细调开关（480MHZ ～ 650 MHZ ）； (7) 2GHz 细调开关（ ～ ）；(8) 10GHz 振荡器输出端；(9) 2GHz 振荡器输出端；(10) 500MHz 振荡器输出端；(11) 步进开关(1°/ 5°/ 10°)； 原点开关；（13）反向旋转开关；（14）正向旋转开关； （15）1kHz 信号输入端 二、发射器图5是发射器示用意，发射器要紧用来装备发射天线，而且由主控器操纵来给出不同频率的发射信号。
它要紧包括以下几部份：图4 主控器1891011121314153、接收器图6是接收器示用意，接收器要紧用来装备接收天线，而且将接收到的信号经主控器传输到运算机中。
它要紧包括以下几部份：【实验内容】一、任意选取一种接收天线进行研究，并依照接收天线选取适合的发射天线和额定工作频率，记录下发射、接收天线的名称及频率大小。
二、使发射、接收天线同时与地面平行，调剂主控器上的旋转操纵开关使接收天线旋转一圈，每隔必然角度测量一次，记录下信号强度和旋转角度，将数据在直角坐标系中画出并用滑腻曲线连接，取得直角坐标系下的E-Plane 天线方向图。
3、维持发射、接收天线与地面平行，利用运算机中的“方向图获取程序”自动取得极坐标下的E-Plane 天线方向图，将其保留，然后利用“方向图分析程序”打开方向图并对其分析。
4、别离利用两种坐标下的E-Plane 天线方向图计算出天线的主方向角、主瓣宽度、半功率角、副瓣宽度、副瓣电平，而且做出分析比较。
五、将发射、接收天线同时调整为与地面垂直，重复2-4步，取得直角坐标和极坐标下H-Plane 下的天线方向图，并对其进行分析比较，最终成立起一个三维立体的天线方向图像。
图 5 发射器图6 接收器发射天线天线固定架位置控制螺丝支架位置控制板标尺底座极化方向控制接收天线位置控制板极化方向控制天线固定架标尺支架位置控制螺丝底座接收器控制、输入端口六、自行设计实验，研究特殊情形下的天线方向图或天线方向图随某些因素（频率，位置，极化，天线种类等等）的转变，并进行分析，给出结论。
【注意事项】（1)关于天线测量最小距离问题。
待测天线与发射天线间距必需知足公式2>，才能保证足够的测试精度，其中D为天线的最大长度，λ为波长；2/R Dλ（2)测量主平面方向图时，收、发天线的最大辐射方向应付准，且都在旋转平面内；（3)待测天线转动的轴线应通过天线的相位中心；（4)收发天线极化要一致；（5)对称振子天线要平稳馈电，以保证振子两臂电流对称散布；天线架设高度适当，测量场地空旷。
应尽可能躲开地物和地面发射的阻碍。
【数据处置】一、接收天线：方形天线 f=500MHz发射天线：八木天线 f=500MHz（1）天线垂直时的数据：表1、垂直时的手动数据记录表由表中数据取得以下的手动图像：-14-12-10-8-6-4-20240306090120150180210240270300330-14-12-10-8-6-4-2024图1.直角坐标系下及极坐标下的天线方向图分析 由图可知：主方向角 ：︒=160θ信号分贝数为P=主瓣宽度 ：2︒=150n θ 半功率角 ：80° 副瓣宽度 ：50 副瓣电平 ：SLL=（）= 对自动图像进行处置：图2.极坐标下的自动取得的天线方向图。
分析：表2自动分析数据记录主方向角度251°Maximum single level功率/dBHalf Power Beam width 左边角度218°功率/dB右边角度290°功率/dB主瓣零功率左边角度173°功率/dB右边角度345°功率/dB第一副瓣零功率左边角度345°功率/dB右边角度25°功率/dB由表格中的数据可得：主方向角：251°；主瓣宽度：=172°；主波瓣半功率宽度：HPBWE= |θHPBWleft -θHPBWright|=72°；第一副瓣宽度：40°；副瓣电平：SLL=（）=结合自动和手动的天线方向图可知：主方向角的相对误差：%36%100151|160251|1=⨯-=α相对误差较大，要紧由于手动测量时数据不够稳固，手动测量是的数据距离比较大，数据有必然的误差。
主瓣宽度的相对误差：%8.12%100172|150172|1=⨯-=α 误差比较大，测试环境不可能达到理想状态；天线仪器在停顿进程中受到干扰，数据不断转变以致阻碍读数与记录。
半功率角的相对误差：%1.11%10072|8072|1=⨯-=α第一副瓣宽度的相对误差：%25%10040|5040|1=⨯-=α副瓣电平的相对误差：%3.14%1008.9|2.118.9|1=⨯-=α实验顶用的方形天线对方向性要求高，实验中不可能将其对的很准确，这就会造成误差，还有实验进程中也会有其他因素阻碍，如：噪音的阻碍，电话及其他通信工具的阻碍等，致使在现有的实验条件下不可能做出精准的天线方向图图样。