天线第十四讲-天线测量

在远场区，方向图与距离无关：
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
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方向图的近场扫描测量：
近场测量原理：
依据等效原理，天线的辐射场可以由包围天线的闭合面上
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反射率电平：各种反射场与直射场的比值，一般要求 小于-40dB，对于低副瓣天线测量要求-60~-70dB
交叉极化：电磁波传输过程中与原极化分量正交的分 量电平，一般小于-25dB
多路损耗均匀性：不同路径和极化的电磁波传输的损 耗 静区场强均匀性：纵向2dB，横向正负0.25dB
G2 4p R
G1

Pr APt
R
G2
G1 AG2
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14.6 交叉极化和轴比测量
交叉极化测量：分别同极化天线和正交极化天线
R 2D2

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Hale Waihona Puke 在远场区，方向图与距离无关：
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14.4 方向图测量
方向图的远场测量：
测量系统组成：
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第14讲内容
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引言 天线测量场地 方向图测量 增益测量 圆极化测量 阻抗测量
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14.3 远区条件
远区条件：
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远场测量时，收发天线距离足够远，满足远场条件 ：电磁波照射到待测天线时为均匀平面波 一般要求照射到天线孔径时中心和边沿的相位差小 于p/8，这时距离应满足：
的等效电流和等效磁流计算
n Hs
E, H
n Es
天线
n
E, H
n
E内, H内
Es , H s
S
E内 0 H内 0
J se n H s J sm n Es
S
V
V
Es , Hs
n Es J sm n Es E内s n Es
14.1 引言
天线辐射特性的测量
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方向图 增益 主瓣宽度和副瓣电平 交叉极化 轴比 天线电路特性测量 输入阻抗（回波损耗、驻波比） 阻抗带宽
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进行发射，测量待测天线的接收功率进行对比
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crosspolarisation dB Pcross dBm Pco dBm
同极化发射天线
Pt
Pcross
交叉极化发射天线 待测天线
Pco
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测量出包围天线的平面、柱面或球面的场分布，利用傅里
叶变换可得远场的方向图
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近场的量的优点：
不需要大微波暗室、外部干扰小
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n H s J se n Hs H内s n Hs
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方向图的近场测量方法：
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轴比测量：用线极化天线做发射天线，旋转发射
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两种测量方法
远场测量：收发天线距离满足远场条件，直接测 量天线在远场区的辐射场（直接法）
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近场测量：测量天线近区的场，推算远场的辐射 特性（间接法） 由互易定理，待测天线可以按照发射
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14.2 微波暗室
微波暗室是在一个与外界电磁屏蔽的、内部没有
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反射的房间； 微波暗室模拟无反射的自由空间；
微波暗室是在一个电磁屏蔽的房间内贴上电磁吸
收材料构成，可以把各种杂散反射和外部干扰降 低到最小。
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14.5 增益测量
比较法：用已知增益的天线作参考，通过接收功
率进行对比
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Ps Gs Pa Ga
Pa Ga Gs Ps
Ga dB Gs dB Pa dBm Ps dBm
Pt
标准增益天线 Gs
Ps
发射天线
Pa
待测天线 Ga
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天线测试场地的要求
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符合自由空间的条件，各种杂散的反射足够 小； 收发天线之间的串扰足够小 远场测量时，收发天线之间的距离满足远场 条件；
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Pt
4p R
待测天线
Ga
待测天线
Pr
Ga
R
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不同增益双天线法：用两副不知增益的待测天线
第一步：用对比法测量两付天线增益比
微波暗室、天线转台、伺服控制装置、发射天线、参考天
线、信号源和接收机（或网络分析仪）、信号采集和计算 机、处理软件