哈工大—天线原理—实验报告
天线理论研究报告总结范文
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天线理论研究报告总结范文天线理论研究报告总结范文一、引言天线是无线通信系统中至关重要的部件之一,其性能直接影响着通信系统的覆盖范围和传输质量。
为了提高天线的性能,许多学者对天线理论进行了深入研究。
本报告旨在对现有的天线理论研究进行总结和评述,以期为未来的天线设计和优化提供参考。
二、天线基本原理天线的基本原理是通过将电能或磁能转换为无线电波,从而实现无线通信。
根据不同的应用场景和性能要求,天线设计师需要选择不同类型的天线,如全向天线、指向性天线、扇形天线等。
天线的性能评价指标包括频率范围、增益、方向性、波束宽度等。
三、天线理论研究进展1. 天线阵列理论天线阵列是由多个天线单元组成的复合天线系统。
通过改变天线单元之间的距离和相位差,可以控制阵列的辐射方向和波束宽度。
在天线阵列理论研究中,研究者们提出了许多新的设计方法和优化算法,如遗传算法、粒子群优化算法等,以提高天线阵列的性能。
2. 天线小型化理论随着无线通信设备的迅猛发展,对天线尺寸的要求也越来越高。
天线小型化理论研究的目标是在保持天线性能的前提下,减小天线的尺寸和重量。
研究者们通过采用新型材料、优化天线结构等方法,成功地实现了天线的小型化,为无线通信设备的发展提供了技术支持。
3. 天线多频段理论天线多频段理论研究的目标是在同一个天线结构中实现多个频段的工作。
传统的天线多频段设计往往需要复杂的结构和调谐元件,不利于实际应用。
为了解决这一问题,研究者们提出了新的设计方法,如增量频率技术、双极化技术等,成功地实现了天线的多频段工作。
四、天线理论研究存在的问题尽管天线理论研究取得了一些进展,但仍存在一些问题亟待解决。
首先,目前的天线理论研究大多基于理想化的假设条件,与实际应用场景存在一定的差距。
其次,天线理论研究往往缺乏系统性和综合性,需要进一步加强与其他领域的交叉研究。
五、未来研究展望为了进一步提高天线的性能和应用范围,未来的研究可以从以下几个方面展开:一是深入研究天线与环境之间的相互作用,探索天线在复杂环境中的性能变化规律;二是加强天线与信号处理、射频电路等领域的协同设计和优化,实现系统级能力提升;三是推动天线理论研究与实际应用的紧密结合,强化实际工程应用的可行性和实用性。
哈工大电信学院天线技术实验报告
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实验报告课程名称:天线技术院系:电子于信息工程学院班级:姓名:学号:指导教师:授课教师:试验时间:2012年6月演示实验一超宽带天线的测试一、实验目的1、了解超宽带天线的概念及特点2、了解现代天线测试系统的组成3、了解现代天线测试仪器设备及其使用方法4、了解超宽带天线的测试方法二、实验原理超宽带天线是一种具有极宽阻抗带宽的天线,其比带宽一般可以达到2:1 以上,现代超宽带天线的阻抗带宽可以达到30:1 以上,可以覆盖多个波段,能够实现传统的多个天线的功能,所以受到了研究者的广泛关注。
超宽带天线不仅需要具有极宽的阻抗带宽,即它的阻抗要在极宽的频带内保持在一个范围内,还需要具有极宽的方向图带宽、增益带宽以及极化带宽。
现代的超宽带天线还需要具有稳定的相位中心,即可以不失真地辐射时域脉冲信号。
根据以上对超宽带天线的要求,可以结合所学习的天线原理进行如下天线测试的内容:(1)天线阻抗带宽的测试:测试天线的反射系数(S11),需要用到公式(1-1):根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗Z A 接近于所要求的阻抗Z0(匹配),在天线工程上,Z0 通常被规定为75Ω 或者50Ω,本实验中取Z0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR)ρ 以及回波损耗(Return Loss,RL)来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1 中。
(2)主极化方向图的测试方向图的测试需要测试天线在阻抗带宽内的各个频点的远场的方向图,一般最少要测试3 个频点,即下限频点f1、上限频点f2 和中心频点f0,对于更宽的频带,要根据具体情况多测试一些频点的方向图,以便全面了解天线的参数。
在工程上,一般不需要远场的三维方向图,而只需要测试两个主平面的方向图曲线,对于线极化天线来说,这两个主平面为E 面和H 面。
微波与天线实验报告.
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实验一基本辐射单元方向图一、实验目的基本辐射单元,指的是基本电振子(电偶极子),基本磁振子(磁偶极子),基本缝隙,惠更斯面元等。
它们是构成实际天线的基本单元。
通过本次实验了解这些基本辐射单元在空间产生的辐射场。
二、实验指导实验界面有三个显示区:立体方向图、E面方向图、H面方向图,分别用来显示基本辐射单元在空间产生的辐射场的立体方向图、E面方向图和H面方向图。
界面下端有六个按钮:基本电振子、基本磁振子、基本缝隙、惠更斯面元、Return、Help。
点击按钮基本电振子,则基本电振子的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见基本电振子所辐射的电磁场强度不仅与r有关,而且与观察方向θ有关。
在振子的轴线方向,场强为零;在垂直于振子轴的方向上,场强最大;在其它方向上,场强正比于sinθ。
点击按钮基本磁振子,则基本磁振子的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见基本磁振子所辐射的电磁场的空间图形与基本电振子一样,这是因为基本电振子的辐射是振子上电流产生的辐射与基本磁振子的辐射是振子表面切向磁场产生的磁场是等效的。
点击按钮基本缝隙,则基本缝隙的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见基本缝隙所辐射的电磁场与基本磁振子完全相同,基本缝隙与基本磁振子是等效的。
点击按钮惠更斯面元,则惠更斯面元的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见惠更斯面元所辐射的电磁场在空间是一个对称于面元法线的心脏形方向图。
点击按钮Return,返回天线实验总界面。
实验二对称阵子方向图分析一、实验目的:通过MATLAB编程,熟悉电基本阵子和对称阵子的辐射特性,了解影响对称阵子辐射的因素及其变化对辐射造成的影响二、实验原理:1.电基本振子的辐射电基本振子(Electric Short Dipole)又称电流元,它是指一段理想的高频电流直导线,其长度l远小于波长λ,其半径a远小于l,同时振子沿线的电流I处处等幅同相。
用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。
天线工作原理
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天线工作原理天线是无线通信系统中不可或缺的设备,它起到接收和发送无线信号的作用。
本文将详细介绍天线的工作原理及其相关知识。
一、天线的基本概念天线是将电信号转化为电磁波或将电磁波转化为电信号的设备。
它一般由导电材料制成,如金属,并根据特定的原理进行设计和调整。
天线可以分为接收天线和发射天线两种类型。
二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁波的发射和接收。
下面将分别介绍接收天线和发射天线的工作原理。
1. 接收天线的工作原理接收天线通过接收电磁波将其转化为电信号。
当电磁波经过天线时,它会激发天线中的电荷,产生电流。
这个电流会经过连接到天线的电路,从而实现信号的解调和放大。
最终,这个电信号可以被传递到无线接收器,用于进行进一步的处理和解码。
2. 发射天线的工作原理发射天线将电信号转化为电磁波,以便进行无线传输。
当电信号通过连接到天线的电路时,它会产生交变电流。
这个交变电流会导致天线上的电荷也发生交变,从而产生电磁波。
这些电磁波会在空间中传播,并被接收天线接收到。
同样地,接收天线会将电磁波转化为电信号,以进行进一步的处理和解码。
三、天线的优化设计为了提高天线的工作性能,可以进行一些优化设计。
下面列举一些常见的优化设计方法。
1. 天线长度调整:天线的长度对于接收和发射的频率有直接影响。
通过调整天线的长度,可以使其与所传输的频率匹配,从而提高效率。
2. 天线形状设计:天线的形状对于天线的辐射模式有重要影响。
通过设计合适的天线形状,可以实现不同方向的辐射或接收,以满足具体的通信需求。
3. 天线材料选择:天线的材料对于信号的传输和接收也有一定影响。
根据需要选择导电性能好、损耗小的材料,以提高天线的性能。
四、天线在无线通信中的应用天线广泛应用于各种无线通信系统中,包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。
下面列举几个常见的应用场景。
1. 移动通信:天线用于手机、基站等设备中,将电信号转化为电磁波进行传输,以实现无线通信。
天线振动实验报告模板
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天线振动实验报告模板实验目的:通过天线振动实验,观察和分析天线在施加外力下的振动特性,并探讨其与振动参数的关系。
实验原理:天线振动实验主要基于弹簧振子的原理,天线的振动可视作质点的一维振动。
天线在施加外力后,会发生振动,振动的过程中天线的位移与时间的关系符合简谐振动的规律。
简谐振动的周期与天线的质量、天线的振动频率、天线的刚度和振幅之间存在一定的关系。
实验仪器:1. 天线振动装置2. 电源3. 示波器4. 可调频率发生器5. 数据记录仪实验步骤:1. 将天线振动装置放置在平稳的实验台上,并固定好天线。
2. 将电源连接到天线振动装置上,确保电源工作正常。
3. 设置可调频率发生器的频率和振幅,使天线在合理的范围内产生振动。
同时,将示波器连接到天线振动装置上,用于观测天线的振动情况。
4. 调节频率,观察天线的振动状态。
记录下频率和对应的天线振动情况。
5. 逐渐增大振幅,观察天线振动的变化。
记录下振幅和对应的天线振动情况。
6. 根据记录的数据,分析天线振动的规律,确定天线振动的周期和频率与振幅、质量、刚度之间的关系。
7. 利用数据记录仪进行数据采集和分析,得出更精确的实验结果。
实验结果和分析:根据实验所得数据绘制振动频率和振幅的变化曲线,发现在一定范围内,振动频率与振幅成正比关系。
同时,根据实验数据计算出了天线的振动周期,并得出了天线质量、刚度与振动频率之间的关系。
结论:通过天线振动实验,我们观察和分析了天线在施加外力下的振动特性,并讨论了振动频率、周期、振幅与天线质量、刚度之间的关系。
实验结果表明,天线振动的频率与振幅成正比关系,而天线的质量和刚度与振动频率有一定的关联。
这些结论对于理解天线振动特性及其应用具有一定的指导意义。
错误分析:在实验过程中,由于测量误差或操作不当可能会导致实验结果的偏差。
同时,实验中所选用的振动装置和仪器也可能存在一定的测量误差和不确定性。
改进措施:1. 在实验过程中,应尽量减少外部干扰,保持实验环境的稳定。
哈工大电磁场与电磁波实验报告
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哈⼯⼤电磁场与电磁波实验报告电磁场与电磁波实验报告班级:学号:姓名:同组⼈:实验⼀电磁波的反射实验1.实验⽬的:任何波动现象(⽆论是机械波、光波、⽆线电波),在波前进的过程中如遇到障碍物,波就要发⽣反射。
本实验就是要研究微波在⾦属平板上发⽣反射时所遵守的波的反射定律。
2.实验原理:电磁波从某⼀⼊射⾓i射到两种不同介质的分界⾯上时,其反射波总是按照反射⾓等于⼊射⾓的规律反射回来。
如图(1-2)所⽰,微波由发射喇叭发出,以⼊射⾓i设到⾦属板MM',在反射⽅向的位置上,置⼀接收喇叭B,只有当B处在反射⾓i'约等于⼊射⾓i时,接收到的微波功率最⼤,这就证明了反射定律的正确性。
3.实验仪器:本实验仪器包括三厘⽶固态信号发⽣器,微波分度计,反射⾦属铝制平板,微安表头。
4.实验步骤:1)将发射喇叭的衰减器沿顺时针⽅向旋转,使它处于最⼤衰减位置;2)打开信号源的开关,⼯作状态置于“等幅”旋转衰减器看微安表是否有显⽰,若有显⽰,则有微波发射;3)将⾦属反射板置于分度计的⽔平台上,开始它的平⾯是与两喇叭的平⾯平⾏。
4)旋转分度计上的⼩平台,使⾦属反射板的法线⽅向与发射喇叭成任意⾓度i,然后将接收喇叭转到反射⾓等于⼊射⾓的位置,缓慢的调节衰减器,使微µ)。
安表显⽰有⾜够⼤的⽰数(50A5)熟悉⼊射⾓与反射⾓的读取⽅法,然后分别以⼊射⾓等于30、40、50、60、70度,测得相应的反射⾓的⼤⼩。
6)在反射板的另⼀侧,测出相应的反射⾓。
5.数据的记录预处理记下相应的反射⾓,并取平均值,平均值为最后的结果。
5.实验结论:?的平均值与⼊射⾓0?⼤致相等,⼊射⾓等于反射⾓,验证了波的反射定律的成⽴。
6.问题讨论:1.为什么要在反射板的左右两侧进⾏测量然后⽤其相应的反射⾓来求平均值?答:主要是为了消除离轴误差,圆盘上有360°的刻度,且外部包围圆盘的基座上相隔180°的两处有两个游标。
哈工大电信学院天线技术实验报告
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实验报告课程名称:天线技术院系:电子于信息工程学院班级:姓名:学号:指导教师:授课教师:试验时间:2012年6月演示实验一超宽带天线的测试一、实验目的1、了解超宽带天线的概念及特点2、了解现代天线测试系统的组成3、了解现代天线测试仪器设备及其使用方法4、了解超宽带天线的测试方法二、实验原理超宽带天线是一种具有极宽阻抗带宽的天线,其比带宽一般可以达到2:1 以上,现代超宽带天线的阻抗带宽可以达到30:1 以上,可以覆盖多个波段,能够实现传统的多个天线的功能,所以受到了研究者的广泛关注。
超宽带天线不仅需要具有极宽的阻抗带宽,即它的阻抗要在极宽的频带内保持在一个范围内,还需要具有极宽的方向图带宽、增益带宽以及极化带宽。
现代的超宽带天线还需要具有稳定的相位中心,即可以不失真地辐射时域脉冲信号。
根据以上对超宽带天线的要求,可以结合所学习的天线原理进行如下天线测试的内容:(1)天线阻抗带宽的测试:测试天线的反射系数(S11),需要用到公式(1-1):根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗Z A 接近于所要求的阻抗Z0(匹配),在天线工程上,Z0 通常被规定为75Ω 或者50Ω,本实验中取Z0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR)ρ 以及回波损耗(Return Loss,RL)来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1 中。
(2)主极化方向图的测试方向图的测试需要测试天线在阻抗带宽内的各个频点的远场的方向图,一般最少要测试3 个频点,即下限频点f1、上限频点f2 和中心频点f0,对于更宽的频带,要根据具体情况多测试一些频点的方向图,以便全面了解天线的参数。
在工程上,一般不需要远场的三维方向图,而只需要测试两个主平面的方向图曲线,对于线极化天线来说,这两个主平面为E 面和H 面。
天线实验报告(DOC)
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实验一 半波振子天线的制作与测试一、实验目的1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA 连接器的连接方法。
2、掌握半波振子天线的制作方法。
3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR 和回波损耗的方法。
4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。
二、实验原理(1)天线阻抗带宽的测试 测试天线的反射系数(S 11),需要用到公式(1-1):)ex p(||011θj Z Z Z Z S A A Γ=+-=(1-1)根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗Z A 接近于所要求的阻抗Z 0(匹配),在天线工程上,Z 0通常被规定为75Ω或者50Ω,本实验中取Z 0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR )ρ以及回波损耗(Return Loss ,RL )来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:||1||1Γ-Γ+=ρ(1-2)|)lg(|20Γ-=RL [dB](1-3)对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1中。
表1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)天线带宽驻波系数ρ的要求 反射系数|Γ|的要求 反射损耗RL 的要求 窄带(相对带宽5%以下)ρ≤1.2或1.5|Γ|≤0.09或0.2 ≥21dB 或14dB 宽带(相对带宽20%以下) ρ≤1.5或2 |Γ|≤0.2或0.33≥14dB 或10dB 超宽带ρ≤2或2.5,甚至更大 |Γ|≤0.33或0.43≥10dB(2)同轴电缆的特性阻抗本实验采用50欧姆同轴电缆,其外皮和内芯为金属,中间填充聚四氟乙烯介质(相对介电常数 2.2r ε=)。
其特性阻抗计算公式如下:060ln r b Z a ε⎛⎫=⎪⎝⎭(1-4)式中 a ——内芯直径; b ——外皮内直径。
三、实验仪器(1)Anritsu S331D天馈线测试仪图1-1 Anritsu S331D天馈线测试仪表1-2 Anritsu S331D天馈线测试仪主要性能指标参数名称参数值频率范围25MHz-4000MHz频率分辨率100kHz输出功率< 0dBm回波损耗范围0.00-54.00dB(分辨率:0.01dB)驻波比范围0.00-65.00 (分辨率:0.01)(2)50欧姆同轴电缆、SMA连接器、热塑管、直径2.5mm和0.5mm铜丝、泡沫(用于支撑和固定天线)和酒精棉等。
天线功能与工作原理
![天线功能与工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/9c0846cf6429647d27284b73f242336c1eb93018.png)
天线功能与工作原理天线是一种用来接收和传输无线电波的装置,它是电磁学中一种非常重要的器件,广泛应用于通信、导航、雷达等领域。
天线的功能是将电信号转换为电磁波,或将电磁波转换为电信号。
它通过特定的结构和工作原理来实现这些功能。
一、天线的功能1.发射功能:天线可以将电信号转换为电磁波并进行发射。
当电信号输入到天线的接口,通过天线的结构转换为电磁场,然后以电磁波的形式辐射出去。
2.接收功能:天线可以接收到周围环境中的电磁波,并将其转换为电信号输出。
当电磁波入射到天线上时,通过天线的结构转换为电信号输出到接收设备中。
二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁学的相关理论,包括电流在导体中的传输、电场和磁场的相互作用等。
以下是几种常见天线的工作原理。
1.零件天线:零件天线是一种较为简单的天线,适用于低频率的无线电通信。
它由一根直立的金属杆组成,当电信号输入到杆上时,电流在杆上流动产生电磁波。
根据杆的长度和天线的地面情况,可以实现不同频率的辐射。
2.扁平天线:扁平天线是一种广泛应用于移动通信设备的天线,例如手机、平板电脑等。
它主要由导电材料制成,常见的形状有板状、带状等。
扁平天线通过导电板上的电流流动来产生电磁波,电磁波的功率主要集中在导电板周围。
3.螺旋天线:螺旋天线是一种常用于卫星通信、微波通信等高频率应用的天线,它可以实现较高的增益。
螺旋天线由导线组成螺旋线圈,当电信号输入到螺旋线圈上时,电流沿螺旋线圈流动,产生电场和磁场,从而辐射出电磁波。
4.盘形天线:盘形天线是一种应用于雷达、卫星通信等领域的天线,它具有较高的方向性和增益。
盘形天线由中心驱动源和金属盘组成,中心驱动源发出的电信号经过金属盘上的结构变换为电磁波,并沿着特定的方向辐射出去。
总的来说,天线的工作原理是通过将电信号转换为电磁波或将电磁波转换为电信号来实现无线通信。
不同类型的天线根据其结构和原理的不同,能够适用于不同频率和应用环境的无线通信需求。
天线实验报告误差分析
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天线实验报告误差分析一、引言天线是无线通信系统中非常重要的组成部分,其性能直接影响到通信质量。
在天线设计和测试过程中,误差是无法避免的。
本文将对天线实验报告中的误差进行分析,并探讨其对天线性能的影响。
二、误差来源及分类在天线实验中,误差可以来源于多个方面,主要包括以下几个方面:1. 天线制造误差天线的制造过程中存在一定的误差,如天线的制造材料、加工工艺等都会对天线性能产生影响。
这类误差通常表现为天线的频率响应不符合理论值,天线增益不稳定等。
2. 环境误差天线实验通常在室外进行,而室外环境是非常复杂和多变的。
大气条件、地物遮挡等因素都会对天线的测试结果产生影响。
这类误差通常表现为天线增益与距离的关系不符合理论预期,信号传输的可靠性下降等。
3. 测量误差天线测试是一个精密的过程,通常需要使用专业的测试设备进行测量。
测量设备的精度、稳定性等都会对测量结果产生误差。
同时,测量过程中也存在人为误差,如操作不规范、测量方式选择不当等。
三、误差分析及影响误差的存在会直接影响到天线的性能和功能。
下面将针对不同的误差来源进行分析:1. 天线制造误差天线制造误差是由于制造过程中的不完美造成的。
例如天线的外形尺寸、材料参数等与设计要求的差异都会使得天线的实际性能与理论值产生误差。
这会导致天线的频率响应不合理,增益不稳定等问题。
对于需要高精度的天线应用,天线制造误差可能导致性能无法达到要求,需要进行更加精确的制造工艺。
2. 环境误差环境误差是由于实验环境的不完善造成的。
例如天线测试时的大气条件、地物遮挡等因素都会对测量结果产生影响。
这会导致天线增益与距离关系不合理,信号传输的可靠性下降等问题。
在实际应用中,我们需要对环境误差进行适当的修正和补偿,以尽可能减小其对天线性能的影响。
3. 测量误差测量误差是由于测量设备和操作过程中的不完美造成的。
例如测量设备的精度、稳定性等都会对测量结果产生误差。
同时,操作者的不规范操作也会导致测量误差,比如测量位置选择不当、测量参数设置错误等。
天线的工作原理
![天线的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ff081f6aac02de80d4d8d15abe23482fb4da022c.png)
天线的工作原理天线是指用来发送或接收无线电波的装置,它是无线电通信和无线电波测量的重要组成部分。
下面将介绍天线的工作原理。
天线的工作原理是基于无线电波的传播和辐射现象。
当电流通过天线的时候,会在周围产生电磁场,而这个电磁场就是无线电波。
这些无线电波会从天线中辐射出去,或者被接收到并转换成电信号。
天线的辐射原理主要有两种:辐射理论和李纳-维纳定律。
辐射理论认为,天线在空间中形成的电场和磁场是由于电流在天线中流动而产生的。
当电流通过天线时,会在周围产生一个变化的电场和磁场。
这两个场的相互作用形成了无线电波的辐射。
李纳-维纳定律是天线辐射的数学表达式,它描述了天线辐射场的空间分布和辐射功率。
根据这个定律,天线所产生的辐射功率与电流和电压的关系成正比。
这个关系可以用天线的特性标准化,即所谓的“天线增益”。
天线的接收原理是基于电磁感应现象。
当无线电波经过天线时,会在天线上产生感应电流。
这个感应电流由天线的特性决定,包括天线的形状、长度和材料等。
感应电流会通过接收器转换成电信号,从而实现无线电波的接收。
天线的工作频率是指能够接收或发射的无线电波的频率范围。
不同类型的天线适用于不同频率的无线电波。
例如,短波天线主要适用于短波信号的接收,而卫星天线主要用于接收卫星信号。
天线的设计需要考虑多种因素,包括频率响应、增益、直波反射率和方向图等。
频率响应是指天线在不同频率上的性能表现。
增益是衡量天线在接收或发射时的信号强度的能力。
直波反射率是指天线对信号的接收和辐射的效率。
方向图是描述天线主瓣和副瓣辐射分布的图形。
天线是现代通信的关键部分,广泛应用于无线电通信、雷达测量、导航、卫星通信和移动通信等领域。
它通过辐射和接收无线电波,在不同的频率范围内实现了无线通信的功能。
同时,天线的设计和调整也对通信系统的性能和效率起着重要作用。
总之,天线是无线通信的重要组成部分,它的工作原理是基于无线电波的传播和辐射现象。
通过电流在天线中的流动和电磁感应现象,天线能够实现无线电波的辐射和接收。
哈工大电磁场实验报告
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哈工大电磁场实验报告电磁波波动特性的实验研究1.实验目的无线电的使用频率在不断提高,微波(超高频),由于它的波长短、频率高、方向性强,所以广泛的应用在雷达、遥控、电视、射电天文学、接力通讯和卫星通讯等方面。
微波通常指分米波、毫米波的电磁波,它的频率极高,一般在300~300000兆赫,所以有关微波的产生、放大、发射、接收、测量、传输等和一般的无线电波不尽相同。
在微波技术中,需要微波电子管、晶体管、波导、同轴线和一些诸如衰减器,谐振腔等特殊元件。
从电磁波的本质来说,微波也具有波动的共同特点,如反射、折射、衍射、干涉、偏振等。
我们根据它们的这种共同的通性,以及微波波长接近光波波长的特点,模仿光学实验的方法,来做电磁波波动特性的实验。
我们的实验目的是,以微波作波源,用模拟光学实验的方法,来研究电磁波所具有的传递能量和波动的特性。
2.微波实验主要仪器简介1)三厘米固态信号源三厘米固态信号源结构简单、体积小、重量轻、输出功率大、性能稳定、携带使用方便。
主要技术指标:工作频率范围:9370±50MHz 在工作频率范围内,输出功率≥20mW工作模式:等幅波、方波输入电源:220V±10%2)微波分度计其总体结构如图1-1所示,可分为三个部分。
1、发射部分它是由固定臂及臂上的发射喇叭和可变衰减器组成,其微波信号是由三厘米固态信号发生器经同轴电缆馈电送至发射天线。
2、接收部分它由可绕中心轴转动的悬臂和臂上端的接收喇叭,检波器组成。
3、在两喇叭之间的中心轴自由转动的圆形小平台,平台被均分为360等分。
图1-1(一)电磁波的反射实验1、实验目的任何波动现象(无论是机械波、光波、无线电波),在波前进的过程中如遇到障碍物,波就要发生反射。
本实验就是要研究微波在金属平板上发生反射时所遵守的波的反射定律。
2、实验原理电磁波从某一入射角i射到两种不同介质的分界面上时,其反射波总是按照反射角等于入射角的规律反射回来。
天线振动实验报告总结
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天线振动实验报告总结
根据对天线振动实验的观察与总结,我们可以得出以下结论:
1. 实验目的:通过观察天线在电磁波作用下的振动情况,探究电磁波对天线的影响,以及天线振动与电磁波之间的关系。
2. 实验步骤:首先,我们准备了一根天线,并将其固定在一个实验装置上;然后,我们给天线连接电源,产生一定频率的电磁波;接着,我们观察和记录了天线在电磁波作用下的振动情况,并进行了多组实验,以得到可靠的数据。
3. 实验结果:通过多组实验数据的分析,我们发现天线的振动情况与电磁波的频率密切相关。
当电磁波的频率与天线的固有频率相同时,天线将会出现共振现象,振动幅度明显增大;而当电磁波的频率偏离天线的固有频率时,天线的振动幅度逐渐减小。
4. 实验结论:从实验结果可以得出结论,电磁波的频率对天线的振动情况有明显的影响,而天线的振动也会对电磁波的传播产生一定影响。
通过实验观察发现,当电磁波与天线的固有频率相同时,能够产生共振现象,增强电磁波的能量传输效果;而当电磁波的频率偏离天线的固有频率时,天线的振动幅度减小,电磁波的传输效果减弱。
5. 实验拓展:除了探究电磁波对天线的振动影响外,我们可以进一步拓展实验,研究天线参数(如长度、形状、材料等)对天线振动的影响。
这样可以更深入地理解天线振动的原理及其
在通信领域的应用。
总之,通过天线振动实验,我们探究了电磁波与天线之间的关系,发现电磁波的频率会显著影响天线的振动情况。
这些研究对于电磁学和通信工程领域具有一定的理论和实践意义。
天线实验报告(DOC)
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天线实验报告(DOC)实验一 半波振子天线的制作与测试一、实验目的1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA 连接器的连接方法。
2、掌握半波振子天线的制作方法。
3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR 和回波损耗的方法。
4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。
二、实验原理(1)天线阻抗带宽的测试测试天线的反射系数(S 11),需要用到公式(1-1): )ex p(||0011θj Z Z Z Z S A A Γ=+-= (1-1)根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗Z A 接近于所要求的阻抗Z 0(匹配),在天线工程上,Z 0通常被规定为75Ω或者50Ω,本实验中取Z 0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR )ρ以及回波损耗(Return Loss ,RL )来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:||1||1Γ-Γ+=ρ (1-2) |)lg(|20Γ-=RL [dB](1-3) 对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1中。
表1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)(2)同轴电缆的特性阻抗本实验采用50欧姆同轴电缆,其外皮和内芯为金属,中间填充聚四氟乙烯介质(相对介电常数2.2r ε=)。
其特性阻抗计算公式如下:0b Z a ⎛⎫= ⎪⎝⎭ (1-4)式中 a ——内芯直径;b ——外皮内直径。
三、实验仪器(1)Anritsu S331D 天馈线测试仪图1-1 Anritsu S331D天馈线测试仪表1-2 Anritsu S331D天馈线测试仪主要性能指标参数名称参数值频率范围25MHz-4000MHz频率分辨率100kHz输出功率< 0dBm回波损耗范围0.00-54.00dB(分辨率:0.01dB)驻波比范围0.00-65.00 (分辨率:0.01)(2)50欧姆同轴电缆、SMA连接器、热塑管、直径2.5mm和0.5mm铜丝、泡沫(用于支撑和固定天线)和酒精棉等。
哈工大电波传播实验报告
![哈工大电波传播实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b5b2c611ff4733687e21af45b307e87100f6f85a.png)
一、实验目的1. 了解电磁波的基本特性和传播规律。
2. 掌握电波传播实验的基本原理和方法。
3. 通过实验验证电磁波在均匀介质和非均匀介质中的传播特性。
4. 熟悉电波传播测量仪器的使用。
二、实验原理电磁波是一种电场和磁场相互垂直、同时与传播方向垂直的波动。
在均匀介质中,电磁波的传播速度为常数,且与传播方向无关。
而在非均匀介质中,电磁波的传播速度会因介质的不均匀性而发生变化。
本实验主要研究电磁波在均匀介质和非均匀介质中的传播特性,包括:1. 电磁波在均匀介质中的传播速度。
2. 电磁波在非均匀介质中的折射和反射现象。
3. 电磁波的衰减和相速度。
三、实验仪器与设备1. 电磁波传播实验装置:包括发射天线、接收天线、信号发生器、功率计、衰减器、电波传播测量仪等。
2. 测量仪器:示波器、频率计、电平计等。
四、实验步骤1. 准备实验装置:将发射天线、接收天线、信号发生器、功率计、衰减器等连接好,确保电路连接正确。
2. 设置实验参数:根据实验要求,设置信号发生器的频率、幅度等参数,调整衰减器的衰减值。
3. 测量电磁波在均匀介质中的传播速度:- 将发射天线和接收天线放置在同一水平面上,保持一定距离。
- 打开信号发生器,调整频率和幅度,使发射天线产生电磁波。
- 观察接收天线接收到的信号强度,记录数据。
- 重复实验,改变距离,记录数据。
- 根据实验数据,计算电磁波在均匀介质中的传播速度。
4. 测量电磁波在非均匀介质中的折射和反射现象:- 将发射天线和接收天线放置在两个不同介质的交界面上。
- 打开信号发生器,调整频率和幅度,使发射天线产生电磁波。
- 观察接收天线接收到的信号强度和相位,记录数据。
- 重复实验,改变介质,记录数据。
- 根据实验数据,分析电磁波在非均匀介质中的折射和反射现象。
5. 测量电磁波的衰减和相速度:- 将发射天线和接收天线放置在同一水平面上,保持一定距离。
- 打开信号发生器,调整频率和幅度,使发射天线产生电磁波。
天线实验报告(DOC)
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实验一 半波振子天线的制作与测试一、实验目的1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA 连接器的连接方法。
2、掌握半波振子天线的制作方法。
3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR 和回波损耗的方法。
4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。
二、实验原理(1)天线阻抗带宽的测试 测试天线的反射系数(S 11),需要用到公式(1-1):)ex p(||011θj Z Z Z Z S A A Γ=+-=(1-1)根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗Z A 接近于所要求的阻抗Z 0(匹配),在天线工程上,Z 0通常被规定为75Ω或者50Ω,本实验中取Z 0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR )ρ以及回波损耗(Return Loss ,RL )来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:||1||1Γ-Γ+=ρ(1-2)|)lg(|20Γ-=RL [dB](1-3)对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1中。
表1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)(2)同轴电缆的特性阻抗本实验采用50欧姆同轴电缆,其外皮和内芯为金属,中间填充聚四氟乙烯介质(相对介电常数 2.2r ε=)。
其特性阻抗计算公式如下:0b Z a ⎛⎫=⎪⎝⎭(1-4)式中 a ——内芯直径; b ——外皮内直径。
三、实验仪器(1)Anritsu S331D天馈线测试仪图1-1 Anritsu S331D天馈线测试仪表1-2 Anritsu S331D天馈线测试仪主要性能指标参数名称参数值频率范围25MHz-4000MHz频率分辨率100kHz输出功率< 0dBm回波损耗范围0.00-54.00dB(分辨率:0.01dB)驻波比范围0.00-65.00 (分辨率:0.01)撑和固定天线)和酒精棉等。
(3)工具,主要包括:裁纸刀、尖嘴钳子、斜口钳子、砂纸、挫、尺和电烙铁等。
哈工大天线原理实验报告
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Harbin Institute of Technology天线原理实验报告课程名称:天线原理院系:电信学院班级:姓名:学号:指导教师:实验时间:实验成绩:哈尔滨工业大学一、实验目的1.掌握喇叭天线的原理。
2.掌握天线方向图等电参数的意义。
3.掌握天线测试方法。
二、实验原理1.天线电参数(1).发射天线电参数:a.方向图:天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形。
b.方向性系数:在相同辐射功率,相同距离情况下,天线在该方向上的辐射功率密度Smax与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度S0之比值。
c.有效长度:在保持该天线最大辐射场强不变的条件下,假设天线上的电流均匀分布时的等效长度。
d.天线效率:表征天线将高频电流或导波能量转换为无线电波能量的有效程度。
e.天线增益:在相同输入功率、相同距离条件下,天线在最大辐射方向上的功率密度Smax与无方向性天线在该方向上的功率密度S0之比值。
f.输入阻抗:天线输入端呈现的阻抗值。
g.极化:天线的极化是指该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化。
h.频带宽度:天线电参数保持在规定的技术要求范围内的工作频率范围。
(2).接收天线电参数:除了上述参数以外,接收天线还有一些特有的电参数:等效面积和等效噪声温度。
a.等效面积:天线的极化与来波极化匹配,且负载与天线阻抗共轭匹配的最佳状态下,天线在该方向上所接收的功率与入射电波功率密度之比。
b.等效噪声温度:描述天线向接收机输送噪声功率的参数。
2.喇叭天线由逐渐张开的波导构成,是一种应用广泛的微波天线。
按口径形状可分为矩形喇叭天线与圆形喇叭天线等。
波导终端开口原则上可构成波导辐射器,由于口径尺寸小,产生的波束过宽;另外,波导终端尺寸的突变除产生高次模外,反射较大,与波导匹配不良。
为改善这种情况,可使波导尺寸加大,以便减少反射,又可在较大口径上使波束变窄。
(1).H面扇形喇叭:若保持矩形波导窄边尺寸不变,逐渐张开宽边可得H面扇形喇叭。
天线实验报告(共10篇)
![天线实验报告(共10篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/13b7185ece84b9d528ea81c758f5f61fb7362894.png)
天线实验报告(共10篇)天线实验报告实验一半波振子天线的制作与测试一、实验目的1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA连接器的连接方法。
2、掌握半波振子天线的制作方法。
3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR和回波损耗的方法。
4、掌握采用“天馈线测试仪”测试电缆损耗的方法。
二、实验原理(1)天线阻抗带宽的测试测试天线的反射系数(S11),需要用到公式(1-1):S11?ZA?Z0?|?|exp(j?) ZA?Z0(1-1)根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗ZA接近于所要求的阻抗Z0(匹配),在天线工程上,Z0通常被规定为75Ω或者50Ω,本实验中取Z0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR)ρ以及回波损耗(Return Loss,RL)来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:??1?|?| 1?|?|(1-2) RL??20lg(|?|) [dB]表1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)(1-3)对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1中。
(2)同轴电缆的特性阻抗本实验采用50欧姆同轴电缆,其外皮和内芯为金属,中间填充聚四氟乙烯介质(相对介电常数?r?2.2)。
其特性阻抗计算公式如下:Z0??b??? ?a?(1-4)式中a——内芯直径;b——外皮内直径。
三、实验仪器(1)Aitsu S331D天馈线测试仪图1-1 Aitsu S331D天馈线测试仪表1-2 Aitsu S331D天馈线测试仪主要性能指标撑和固定天线)和酒精棉等。
(3)工具,主要包括:裁纸刀、尖嘴钳子、斜口钳子、砂纸、挫、尺和电烙铁等。
四、实验步骤1、半波振子天线的制作制作天线时要主要安全,使用电烙铁和裁纸刀时应倍加注意。
(1)截取一段长度为10cm的50欧姆同轴电缆。
(2)用裁纸刀将电缆两端蓝色的电缆护套各剥去3cm。
天线原理实验报告
![天线原理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/90919017e87101f69e3195e1.png)
Harbin Institute of Technology天线原理实验报告课程名称:天线原理院系:电信学院班级:姓名:学号:同组人:指导教师:刘北佳实验时间:2015/5/13实验成绩:哈尔滨工业大学一、实验目的1.掌握喇叭天线的结构、分类和特性参数。
2.掌握天线方向图的意义和测量方法。
3.对比分析几种天线的辐射特性和性能。
二、实验原理1.天线电参数天线电参数主要包括:方向图、方向性系数、有效长度、增益、效率、输入阻抗、极化、频带宽度。
1)方向图:天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形,称为辐射方向图或辐射波瓣图。
2)方向性系数:在相同辐射功率,相同距离情况下,天线在某方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比。
3)有效长度:在保持天线最大辐射场强不变的情况下,假设天线上的电流为均匀分布时的等效长度。
4)增益:在相同输入功率,相同距离情况下,天线在某方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比。
5)效率:天线将导波能量转换成电波能量的有效程度。
6)输入阻抗:天线输入端呈现的阻抗值。
7)极化:天线在给定空间方向上远区无线电波的极化,即时变电场矢量端点运动轨迹的形状、取向和旋转方向。
8)频带宽度:天线电参数保持在要求范围内的工作频率范围。
2.喇叭天线喇叭天线由逐渐张开的波导构成。
按口径形状可分为矩形喇叭天线与圆形喇叭天线等。
波导终端开口原则上可构成波导辐射器,由于口径尺寸小,产生的波束过宽;另外,波导终端尺寸的突变除产生高次模外,反射较大,与波导匹配不良。
为改善这种情况,可使波导尺寸加大,以便减少反射,又可在较大口径上使波束变窄。
3.方向图测量(测试环境、最小测试距离、极化)测试环境:最理想的场地是自由空间,可以通过微波暗室来模拟,本次实验在实验室进行测量,测量过程中存在一定干扰;最小测试距离:实际测量中,发射天线到接收天线距离有限,为保证测量精度需规定被测天线入射波的幅度、相位条件来确定最小测试距离;极化:天线在给定空间方向上远区无线电波的极化,通常指天线在其最大辐射方向上的极化。
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Harbin Institute of Technology天线技术实验报告姓名:班级:学号:教师:院系:实验一 半波振子天线的制作与测试一、实验目的1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA 连接器的连接方法。
2、掌握半波振子天线的制作方法。
3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR 和回波损耗的方法。
4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。
二、实验原理(1)天线阻抗带宽的测试 测试天线的反射系数(S 11),需要用到公式(1-1):)exp(||011θj Z Z Z Z S A A Γ=+-=(1-1)根据公式(1-1),只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗Z A 接近于所要求的阻抗Z 0(匹配),在天线工程上,Z 0通常被规定为75Ω或者50Ω,本实验中取Z 0=50Ω。
天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR )ρ以及回波损耗(Return Loss ,RL )来描述天线的阻抗特性,它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述:||1||1Γ-Γ+=ρ(1-2)|)lg(|20Γ-=RL [dB](1-3)对于不同要求的天线,对阻抗匹配的要求也不一样,该要求列于表1-1中。
表1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)天线带宽驻波系数ρ的要求 反射系数|Γ|的要求 反射损耗RL 的要求 窄带(相对带宽5%以下)ρ≤1.2或1.5|Γ|≤0.09或0.2 ≥21dB 或14dB 宽带(相对带宽20%以下) ρ≤1.5或2 |Γ|≤0.2或0.33≥14dB 或10dB 超宽带ρ≤2或2.5,甚至更大 |Γ|≤0.33或0.43≥10dB(2)同轴电缆的特性阻抗本实验采用50欧姆同轴电缆,其外皮和内芯为金属,中间填充聚四氟乙烯介质(相对介电常数 2.2r ε=)。
其特性阻抗计算公式如下:060ln r b Z a ε⎛⎫=⎪⎝⎭(1-4)式中 a ——内芯直径; b ——外皮内直径。
三、实验仪器(1)Anritsu S331D天馈线测试仪图1-1 Anritsu S331D天馈线测试仪表1-2 Anritsu S331D天馈线测试仪主要性能指标参数名称参数值频率范围25MHz-4000MHz频率分辨率100kHz输出功率< 0dBm回波损耗范围0.00-54.00dB(分辨率:0.01dB)驻波比范围0.00-65.00 (分辨率:0.01)(2)50欧姆同轴电缆、SMA连接器、热塑管、直径2.5mm和0.5mm铜丝、泡沫(用于支撑和固定天线)和酒精棉等。
(3)工具,主要包括:裁纸刀、尖嘴钳子、斜口钳子、砂纸、挫、尺和电烙铁等。
四、实验步骤1、半波振子天线的制作制作天线时要主要安全,使用电烙铁和裁纸刀时应倍加注意。
(1)截取一段长度为10cm的50欧姆同轴电缆。
(2)用裁纸刀将电缆两端蓝色的电缆护套各剥去3cm。
(3)将SMA同轴连接器与电缆相连接,具体操作步骤如下:●用裁纸刀将电缆一端的外皮和聚四氟乙烯介质切掉1cm,保留电缆内芯。
注意:在环切外皮和介质时,尽量不要切到内芯;在切断外皮和介质后,可以用尖嘴钳夹住待去掉的部分左右晃动并拔下。
●用斜口钳子剪断电缆内芯的一部分,留下约3mm~4mm的长度。
●用砂纸打磨电缆内芯和金属外皮,并用酒精棉擦拭干净。
●将电缆内芯插入针内,并用焊锡焊接牢固。
●将SMA连接器的J头(内螺纹)与K头(外螺纹)相连(目的是防止焊接时由于过热,连接器内的聚四氟乙烯膨胀变形,高出金属部分),将针和电缆插入SMA连接器的另一端,用力推紧,然后用电烙铁将SMA连接器与电缆外皮焊接。
注意:焊锡要充分熔化,直至流入SMA连接器与电缆的缝隙内(即在SMA连接器的孔内看到焊锡,若很难熔化,是由于铜散热过快,可采用两个电烙铁同时加热)。
●剪适当长度的热塑管,套在同轴电缆上,覆盖住露出外皮的同轴电缆,使用电烙铁或热风枪对热塑管加热,使其收缩。
(4)制作半波振子天线●计算谐振频率f=2.4GHz的半波振子的每个臂长l/2,用斜口钳子截取两端铜丝,长度均为l/2。
注意:组1采用直径为0.5mm的铜丝,组2采用直径为2.5mm的铜丝。
●将制作好的同轴电缆的一侧(另一侧为SMA连接器)去掉2cm蓝色护套,再去掉1cm金属外皮,最后去掉8mm聚四氟乙烯介质。
●截取长10cm×宽4cm的泡沫,用锥子在其中心打个孔,并在其表面制作出一条沟(长度略长于半波振子,宽度和深度约为半波振子直径)。
●将制作好的同轴电缆从泡沫的中心孔插入,截取一小段细铜丝,在同轴电缆的金属外皮上缠绕2-3圈,留出约0.5cm-1cm的长度,用于与半波振子的一个臂进行焊接。
同时,将同轴电缆的内芯与半波振子的另一个臂进行焊接。
●将制作好的半波振子固定在泡沫上(预先制作好的沟内),用透明胶带固定好。
半波振子制作完成。
2、天线阻抗带宽测试(1)开机与校准●点击on/off按键,来启动Anritsu S331D天馈线测试仪。
●点击数字1,以打开背景灯。
●点击MODE,利用上下键选择回波损耗。
●点击FREQ,再点击F1,输入1800,点击ENTER;点击F2,输入2600,点击ENTER。
●点击START CAL,屏幕出现“连接开路器到信号输出端口”,从屏幕右侧的袋子里取出校准器件,将OPEN端连接至天馈线测试仪的电缆(注意,先将电缆上的N转SMA连接头拧下),连接后点击ENTER。
当屏幕上出现“连接短路器到信号输出端口”时,将SHORT端连接至天馈线测试仪的电缆,连接后点击ENTER。
当屏幕上出现“连接负载到信号输出端口”时,将校准件负载端(除了open和short外的第三个端口)连接至天馈线测试仪的电缆,连接后点击ENTER。
至此校准完毕。
●将校准件拧下,放回原处,将N转SMA连接头与天馈线测试仪电缆连接好,准备测试。
(2)天线回波损耗和VSWR测试●将所制作的天线连接至天馈线测试仪电缆的SMA端口。
观察天线的回波损耗随频率的变化。
此时,横轴共10格,包含了1800MHz~2600MHz的频率范围,每格80MHz。
点击MARK,再点击M1,点击编辑,输入频率(如2000),按ENTER键。
再添加3个MARK,找到回波损耗小于10dB的频点。
●点击MODE,利用上下键选择VSWR,点击ENTER。
观察VSWR<2的频带范围。
●保存天线回波损耗和VSWR测试结果,撰写实验报告。
3、实验数据和实验报告1、观察所制作的半波振子天线,测量天线的总长度和直径,填入表I-1。
2、观察待测天线的回波损耗,将回波损耗小于10dB的低频点、高频点和中心频点填入表I-1,并计算中心波长,填入表I-1。
3、观察待测天线的VSWR,将VSWR小于2的低频点、高频点填入表I-1。
4、计算半波振子天线长度直径比和长度波长比,填入表I-1。
5、写出天线的工作频率范围、绝对带宽、相对带宽、比带宽,填入表I-2。
请回答:该带宽属于那一种带宽____阻抗带宽_____(阻抗带宽、方向图带宽、增益带宽、极化带宽)。
表I-1 天线参数组别半波振子长度l f L(RL<10dB) f H(RL<10dB) f0=(f L+ f H)/2 λ0=c/ f0组1 6.3cm 2050.60MHz 2300.00MHz 2175.30MHz 13.8cm 组2 5.4cm 2050.60MHz 2458.90MHz 2254.75MHz 13.3cm组别半波振子直径d f L (VSWR<2) f H (VSWR<2) l/d l/λ0组1 0.5mm 2224.60 MHz 2461.60MHz 126 0.46 组2 2.5mm 1900.00MHz 2500.00MHz 216 0.41表I-2 天线带宽计算天线工作频率范围绝对带宽相对带宽比带宽2050.60MHz408.3MHz 0.181 1.199~2458.90MHz五、思考题1、根据天线的测试结果,解释“末端效应”。
答:由于振子分布参数不均匀及导线粗细的影响,是的振子末端具有较大的端面电容,末端电流不为零,使振子的等效长度增加,这种现象称为末端效应。
由于天线上每一点都产生辐射,即电流波在天线上一边传输一边辐射,使得电流有衰减,电流传播的相速减小,波长缩短,相位常数大于自由空间相位常数。
另外,对称振子有一定直径,其馈电端和末端分布电容增大,末端电流实际不为零,振子愈粗,末端效应愈显著。
实验二 超宽带天线测试(演示实验)一、实验目的1、了解超宽带天线的概念及特点2、了解现代天线测试系统的组成3、了解现代天线测试仪器设备及其使用方法4、了解超宽带天线主要参数的测试方法二、实验原理超宽带天线是一种具有极宽阻抗带宽的天线,其比带宽一般可以达到2:1以上,现代超宽带天线的阻抗带宽可以达到30:1以上,可以覆盖多个波段,能够实现传统的多个天线的功能,所以受到了研究者的广泛关注。
超宽带天线不仅需要具有极宽的阻抗带宽,即它的阻抗要在极宽的频带内保持在一个范围内,还需要具有极宽的方向图带宽、增益带宽以及极化带宽。
现代的超宽带天线还需要具有稳定的相位中心,即可以不失真地辐射时域脉冲信号。
根据以上对超宽带天线的要求,可以结合所学习的天线原理进行如下天线测试的内容: (1)天线阻抗带宽的测试 参见实验一中二(1)内容。
(2)主极化方向图的测试方向图的测试需要测试天线在阻抗带宽内的各个频点的远场的方向图,一般最少要测试3个频点,即下限频点f 1、上限频点f 2和中心频点f 0,对于更宽的频带,要根据具体情况多测试一些频点的方向图,以便全面了解天线的参数。
在工程上,一般不需要远场的三维方向图,而只需要测试两个主平面的方向图曲线,对于线极化天线来说,这两个主平面为E 面和H 面。
因此,在天线测试前,还需要判断天线的极化方式。
在满足天线测试的极化匹配和阻抗匹配的条件下,所测试的方向图为单一频点的功率方向图,所依据的原理为公式(2-1):)(42θπλGP S A S P i e i r ==(2-1)在不同角度θ的时候,接收天线接收的功率与自身的功率方向性函数P (θ)有关,因此将待测天线作为接收天线放置在一个可以接收到单一方向传播的均匀平面波的区域,并且绕自身轴线转动一周,这样不同角度θ处就可以接收到不同大小的功率,据此天线的功率方向图就可以绘制出来。
以上的测试方法涉及到了以下的条件:①天线可以接收到单一方向传播的均匀平面波的区域,这需要一个无外界干扰的模拟自由空间的环境,还需要一个均匀平面波的发射源; ②天线可以绕着自身轴线转动,这需要一个转台; ③天线的接收功率可以测试,这需要一个功率计。
上述三条的解决方法是:①无外界干扰的模拟自由空间的环境:在微波暗室内测试,微波暗室的工作频带需要符合天线测试所需要的频率范围,微波暗室的大小需要满足天线工作的远场条件,这个远场条件需要用公式(2-2)进行判定。