实验六天线的方向性与驻波比测量

实验六天线的方向性与驻波比测量

一、实验目的

1.了解八木天线的阻抗特性，知道八木天线驻波比的测量方法。

2.加深对方向图的理解，了解方向图的测试方法。

3.了解两天线法测增益的原理，知道测试方法。

二、实验器材

1、PNA3621及其成套附件

2、偶极子天线两根

3、待测八木天线一个

4、短路器一只

5、半波振子和全波振子各一个。

三、实验步骤

1、仪器进行校准。

2、插损和增益测量。

3、接上待测八木天线，按【菜单】键将光标移到【驻波】处，再按【执行】键，用驻波测量，打出测试曲线。

4、设置参考方位，控制器置手动（MAN），接通电源；按控制器右转（或左）按键，将天线转到底使其限位停下；左右微动使得转台停在指示灯亮的方位上，以

这点为参考方位。此点习惯上为-90°(或270°)；将待测天线的-90°(或270°，即天线讯号的最小值处)方向，对准发射天线并固定之。

5、校最大值，控制器置手动（MAN），左右转动以便找到最大值。找到最大值后，按下仪器执行键。即完成了校最大值步骤，此时屏幕右下角显示测试频率值。

6、测试，按控制器右转（或左）键将天线转到底使其限位停下，然后再按一次仪器执行键，仪器进入测试状态，画面转为直角坐标；再按入控制器自动（AUTO）键使天线按270°→ 0°→90°→180°方向旋转；过270°后仪器即进入记录状态，这样记的目的是为了得到完整的主瓣与尾瓣。

四、实验记录

1、偶极子天线的插损及增益：

2、全波振子方向图：

3、半波振子方向图：

4、八木天线方向图：

5、八木天线驻波比图：

五、实验分析

对于天线增益：天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想

的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要是依靠减少垂直面向辐射的波束宽度，而在水平面上保持全向的辐射特性。在本实验中，天线的插损为25.61dB,属于较好的结果范围内，实验相对较成功。

所谓方向图，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强随方向变化的曲线图。由方向图可以看出半波振子可以达到-60dB，而全波振子天线可以达到-76dB 左右。半波振子天线的方向图是“8”字形，无副瓣，在一般性应用中，有一定优势。且半波振子当长度超过半波长时，线上出现反相电流，使得天线的方向性下降，增益降低。

对于八木天线它的振子为全波振子。相对于基本的半波对称振子天线，八木天线增益高、方向性强、抗干扰、作用距离远，并且构造简单、材料易得、价格低廉、挡风面小、轻巧牢固、架设方便。因为八木天线有着很好的方向性，被广泛的用于微波通信、雷达、电视等无线电系统中。配上仰角和方位旋转控制装置，可较为灵活的与各个方向上的电台联络。可被用于无人机的地面遥控天线。

六、实验小结

通过本次实验我们学会了天线方向图的测试方法，加深了对天线方向图的理解与认识。天线方向图是衡量天线性能的重要图形，可以从天线方向图中观察到天线的各项参数。且天线方向图是用来表示天线的方向性的图，所谓的“天线方向性”，就是指在远区相同距离R的条件下，天线辐射场的相对值与空间方

向的关系。同时在实验中还了解到两天线法测增益的原理及其测试方法，实验中也对偶极子天线的插损与增益进行了测量，测试数据也相对较好。此外，又对上节课遗留下的八木天线的驻波比进行了测试。另外，在课后也查找了半波振子，全波振子和八木天线的相关资料，进行了相关的对比，丰富了自己的知识库。总之，此次实验收获到了许多东西。