天线测量第四章.pdf

增益测量增益测量引言比较法标准增益天线弗利斯(Friis)传输公式两相同天线法测绝对增益镜像法测绝对增益两不同天线法测绝对增益三天线法测绝对值增益测量的误差和修正反射测试场测绝对增益近距修正方向性系数的测量引言天线的方向性系数是表征天线所辐射的能量在空间分布情况的量方向增益定义:在相同辐射功率情况下,该天线辐射强度与平均辐射强度之比0),(),(ppD?????辐射强度平均辐射强度辐射强度正比于电场强度的平方202),(),(EED?????),(),(0????TTPPD?点源天线的总辐射功率被测天线的总辐射功率之一般情况均指最大辐射方向的方向性系数mToTmmmPPEEppD???2020引言以天线输入功率为基点,将该天线与点源天线作比较,于是,仿照方向性系数所定义的量就叫做天线的功率增益(通常称为增益系数)增益系数202),(),(EEG?????),(),(0????ininPPG?点源天线输入功率被测天线输入功率最大辐射方向的增益inminmmPPEEG0202??AminmmTmToToTininmoinmDPPPPPPPPG????????00点源天线效率被测天线的效率10??DGA??方向性系数或增益系数一般均指最大发射方向可见天线的功率增益更加完整地给出了天线的辐射特性,它不仅表征了天线辐射能量的集中程度,而且考虑到了天线本身由于损耗引起辐射能量的减小。讨论测定方向图即知增益?NO,只是方向性系数,而效率可以很低,必须考虑天线能量的转换。如何提高增益?从无用方向挖掘潜力,增大有用方向的能量辐射。高增益就是好?信噪比不一定提高高增益带来窄波瓣,使对准困难如同高增益带来窄带宽,容易失谐增益测量方法测量方法取决于工作频率①对工作在1GHz以上频段上的天线常用自由空间测试场地,把喇叭作为标准增益天线,用比较法测量天线增益。②对工作在(~1)GHz频段上的天线,由于很难或者无法模拟自由空间测试条件,故此时常用地面反射测试场确定天线的增益。③对飞行器(飞机、导弹、卫星、火箭等)天线,由于飞行器往住是天线辐射体的—部分,在此情况下多采用模型天线理论。按照天线模型理论,除要求按比例选择天线的电尺寸、几何形状及它的工作环境外,还必须按比例改变天线和飞行器导体的电导率,而后者在实际中却无法实现。故一般只用模型天线模拟实际天线的方向图,再由实测方向图用方向图积分法确定实际天线的方向增益。如果能用其他方法确定天线的效率,把方向增益与效率相乘就得到了实际天线的功率增益。④,由于地面对天线的电性能有明显地影响,加之工作在该频段之定向天线的尺寸又很大,所以只能在原地测量它的增益。⑤对工作频率低于1MHz的天线,一般不测量天线增益,只测量天线辐射地波的场强。天线增益测量方法方法相对增益测量绝对增益测量测量方法比较法两相同天线法三天线法镜象法外推法辐射计法间接测量法以弗利斯公式为基础比较法的实质就是把待测天线的增益与已知标准天线的增益进行比较而得到待测天线的增益。根据互易原理,可以把待测天线作发射使用,也可以作接收使用比较法测天线增益定义增益时,以点源天线作比较标准,但辐射球状方向图的标准点源天线实际上没有,通常用有方向性天线(如半波天线、喇叭天线等)作为比较标准。(增益容易计算和测量)PPGGss?标准天线增益待测天线增益22ssEEGG?,并调整匹配,,,使接收端指示器指示适当的值A,,换接待测天线,再次调整匹配,,使接收端指示器仍保持原先读数A,?,并调整匹配,,,使功率计为适当读数P,,换接待测天线,调整匹配,,使功率计读数仍保持先前的P,,求得了待测天线的增益22ssEEGG?,调整匹配,使输出功率最大;,让收、发天线最大辐射方向对准,并调整匹配,使指示器读数最大;,使指示器指示某一适当值A,,换接待测天线,调整匹配,使指示器指示最大;,使指示