天线测量第一章.pdf

天线测量******@: (028) 6183-0171ROOM:C202天线测量测量概论阻抗测量方向图测量增益测量极化测量近场测量技术天体源测量技术测试场的设计与鉴定天线测量第一章概论引言天线周围的场区分布发射和接收天线的互易性缩尺模型技术地面影响考虑第1章天线测量概论天线测量是专门研究天线系统特性参数测量理论和测试方法的一门学科分支主要特性参数可以分为两大类:电路特性参数(输入阻抗、效率﹑频带宽度﹑驻波比等)辐射特性参数(方向图﹑增益﹑极化﹑相位等)天线测量的任务就是用实验方法测定和检验天线的这些特性参数。其他特性参数,如最大承受功率、抗风强度、工作温度、寿命等。重要性:验证理论分析计算或仿真模拟是否正确;已定型天线批量生产中,需要抽样检测天线参数是否合格;已在现场使用日久的天线,需要定期检查其性能是否下降;特别是研制一种新天线时,天线参数的实验测量更是必不可少。天线测量定义天线系统的主要特性参数测试对象天线电性能主要参数电路特性参数辐射特性参数驻波比三阶交调隔离度(多端口天线)增益半功率波束宽度前后比交叉极化鉴别率幅相一致性(智能天线)副瓣抑制(赋形)零点填充(赋形)电下倾角精度圆度(全向天线)有源驻波比(智能天线)环境实验天线环境试验项目高/低温试验湿热盐雾冲水冲击碰撞正弦振动跌落滚翻模拟汽车运输风载/冰负荷天线周围的场区分布λ/2π感应场区辐射场区?感应场区是指非常靠近天线的区域。?感应场区里,占优势的是感应场,其电场和磁场的时间相位相差90度,波印亭矢量为纯虚数,因此不辐射功率,电场能量和磁场能量相互交替地贮存于天线附近的空间内。?图所示电尺寸小的偶极天线,其感应场区的外边界是λ/2π。这里,λ是工作波长。感应场随离开天线的距离的增加而极快衰减,超过感应场区后,?22DD感应场区辐射近场区辐射元场区孔径天线的辐射场区又分为近场区和远场区孔径天线的辐射场辐射近场区的外边界按通用标准规定为:?22Dr?r:观察点到天线的距离D:天线孔径的最大线尺寸辐射远场区辐射近场区的外边界以外就是辐射远场区,范围直到无穷远处。这个区域里的特点是:–场的大小与离开天线的距离成反比;–场的相对角分布与离开天线的距离无关;–方向图主瓣﹑副瓣和零点已全部形成。辐射远场区是进行天线测试的重要场区,天线辐射特性所包括的各特性参数的测量一般均需在辐射远场区内进行。孔径天线产生的场xyzpsprdss0计算孔径天线外场的坐标系dsrnrjkjkrjkrEspspspopssp)],cos()1([)exp(41???????孔径天线所产生场的表达式:式中Ep:观察点P处的场Es:天线孔径面上的场rsp:源点ps到场点p的距离S:天线孔径面积k:自由空间波数ds:单元面积cos(n,rsp):是孔径面法线与矢径rsp之间夹角的余弦原则上,无论何种场区内的场,均应由上式计算求得。特别是感应场区内,上式难以做任何简化。但是,在辐射场区内,从实际工程和测试工作角度看,可以对该式做一定的简化处理,以利计算和分析,而又不损其精度。