哈工大天线实验报告
微波与天线实验报告.
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。
算法仿真天线实验报告
算法仿真天线实验报告一、实验介绍本次实验旨在通过算法仿真的方式，研究和探索天线的工作原理及性能。
通过使用仿真软件，可以加深对天线特性的理解，并通过仿真结果分析进一步优化天线设计。
二、实验过程1. 确定仿真软件：本次实验使用的是电磁仿真软件HFSS，该软件可以进行电磁场分析，可以用来模拟和分析天线的性能。
2. 设计天线模型：根据实验要求，选择天线的类型和参数。
可以选择一根直立的天线杆，设置杆的高度和直径。
也可以选择适当的天线形状和尺寸，例如常用的方形衬型天线、印制天线、贴片天线等。
3. 定义天线工作频段：根据实验要求，确定天线的工作频段。
可以选择一个单一频段，也可以选择多个频段。
4. 设计电源供应：确定天线的电源方式，可以选择直流电源或者交流电源。
5. 进行电磁仿真：将天线模型导入HFSS软件中，在软件中配置和定义仿真参数。
定义天线工作频段、电源参数等。
进行电磁仿真。
6. 仿真结果分析：根据仿真结果，分析天线的增益、方向性、频率响应等性能指标。
对于无法满足实验要求的天线，可以进行参数调整和优化。
7. 优化设计：根据分析结果，对天线模型进行优化设计。
可以调整天线的尺寸、形状、材料等参数。
再次进行仿真。
8. 重复实验：根据需要，可以进行多次优化设计和仿真实验，以进一步提高天线性能。
三、实验结果与分析通过电磁仿真软件进行天线实验，在给定的频段和工作条件下进行仿真，可以获得以下性能指标：1. 增益：增益是衡量天线辐射效果的重要指标，表示天线辐射功率与理论理想辐射功率之比。
一般来说，增益越大，天线辐射能力越强。
2. 方向性：方向性是指天线辐射功率随辐射方向的变化情况。
一般来说，天线的方向性越集中，表示天线的辐射范围越小，辐射功率更集中。
3. 频率响应：频率响应是指天线在不同频段上的辐射能力。
在实际应用中，天线需要能够覆盖整个工作频段，保持稳定的性能。
通过对仿真结果的分析，可以得到天线在不同频段下的增益、方向性等性能指标的变化情况。
哈工大电信学院天线技术实验报告
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。
微波实验天线特性的测量实验报告
天线特性的测量实验报告一、实验目的1．了解天线的基本特性参数 2.测量天线的频率特性，方向图3.了解鞭状天线、八木天线、壁挂天线等的构造及特性 4．学会用频谱仪测量天线的方向图。
二、实验仪器1．鞭状天线、八木天线、壁挂天线。
（选购）2．微波信号源。
（选购或用锁相源、跟踪振荡器等代替） 3．频谱仪。
（标配） 4. 频谱分析仪 三、天线测量原理天线是向空间辐射电磁能量，实现无线传输的重要设备。
天线的种类很多，常见天线分为线天线和面天线两大类。
高频、超高频多用线电线，微波常用面天线。
每一类天线又有很多种，常见的线天线，有鞭状天线、八木天线、偶极子天线等。
常见的面天线有抛物面天线、喇叭口天线等。
天线的基本参数有天线方向图 ，主瓣波束宽度、旁瓣电平、带宽、前后向比、极化方向、天线增益、天线功率效率、反射系数、驻波比、输人阻抗等等。
本实验对天线的方向图进行测试。
天线向空间辐射电磁能量，在不同的方向辐射的电磁能量的大小是不相同的，将不同方向天线辐射的相对场强绘制成图形，称为天线方向图。
1 方向图函数和方向图天线的最基本特性是它的方向特性。
对发射天线来说，方向特性通常是表示在相同距离条件下天线的远区辐射场与它的空间方向之间的关系。
描述天线的方向特性，最常用的是方向图函数和方向图。
方向图函数是定量表示远区天线辐射能量在空间相对分布情况的一个参数，通常是指远区同一距离处天线辐射场强(或能流密度)的大小与方向坐标关系的函数。
若用图形把它描绘出来，便是天线方向图。
其中表示场强大小与方向关系的，称为场强振幅方向图，表示能流密度大小与方向关系的，称为功率方向图。
习惯上又把场强振幅方向图简称为场强方向图，或进一步简称为方向图。
把场强振幅方向图函数用),(θf 表示，或进一步简写成f (,)θϕ。
把最大值为1的方向图称为归一化方向图。
把归一化场强振幅方向图函数用F(,)θϕ表示，或进一步简写成F(,)θϕ。
方向图一般是三维立体图形。
哈工大软件无线电实验报告
一．实验要求
本实验为演示实验，需观察实验现象，实验要求： 1. 掌握采样原理； 2. 对仿真信号绘制波形图，得到信号频谱。
二．实验原理——SDR 采样理论
1. 低通采样（Shannon Sampling Theory）
f s 2 f max
2. 带通采样（Bandpass Sampling）
实验二 信道化发射信号仿真实验
一．实验要求
本实验为仿真实验，实验要求： 1. 掌握信道化滤波器设计与使用； 2. 使用 Matlab 对信道化原理仿真； 3. 掌握多相滤波器结构； 4. 讨论多信道方法的频带使用率以及原理中快速算法的实现。
二．实验理
多频带的信道化发射以其优越的频谱利用率， 广泛应用于雷达和众多电子工程中， 多相 滤波器结构在实时滤波、并串转换等中也得到广泛的应用。 信道化发射信号原理：对于输入的多个频带信号，基本信道化的结构如图 1 所示。
图 1 基本信道化结构
图 2 变化后的信道化处理
基于多相滤波器结构，变化后的信道化处理如图 2 所示。
三．实验内容及结果分析
1. 产生 16 个复信号：1~16Hz
2. 设计滤波器
应用 Parks-McClellan optimal FIR filter order estimation 设计滤波器，其中参数为：内插 I=16，内插前采样率 50Hz，滤波器通带截止频率 16Hz, 阻带起始频率 25Hz；通带和阻带期 望的幅度分别为 1 和 0，起伏为 1dB 和 40dB。 利用 Parks-McClellan 方法得到的频率向量 fo，幅度向量 ao 和权值 w 设计最终使用的滤 波器系数（可以使用 remez 方法，得到指定阶数的滤波器系数） 。 显然，滤波器系数个数应为 16 的整数倍。 实验中所设计的滤波器特性如下：
哈工大无线电定位原理与应用实验报告
无线电定位原理实验报告
课程名称： 无线电定位原理与应用
班级：
姓名：
学号：
同组人：
学号：
指导教师：
张云
实验时间：
实验成绩：
哈尔滨工业大学
1. 实验一 调频法测距实验
1.1 实验要求 （1）掌握雷达测距原理，了解雷达测距实验仪器原理及使用。 （2）采集静止目标的回波数据，对实验数据进行分析并计算目标的距离。
������ R = 2 ∗ ������ ∗ ∆F (其中 c—光速；������—线性调频波斜率，实验中的������=5 ∗ 1010Hz/s; ∆F—回波的固 定频差) 代入计算可得，带测距离: R=2.534m
2. 实验二 调频法测距实验
2.1 实验要求
（1）掌握雷达测速原理，了解连续波雷达测速实验仪器原理及使用。
3.3 实验内容 1、MATLAB 中导入线性调频脉冲信号，实际是长度为 400 的矩阵，realpart.txt
为信号实部，imagpart.txt 为信号虚部。 2、FFT 作出线性调频脉冲复信号的频谱 3、对信号频域取共轭，求出系统函数 ，IFFT 求出系统冲击响应 。 4、匹配滤波，复信号通过线性系统，即频域相乘，IFFT 求出匹配滤波后的信
LFM 信号的频谱近似为：
S ( )
A
2 exp{ j[ (0 )2 ]}
k
2k 4
0
0
2
others
近似程度取决于时宽带宽积 D， D 越大，近似程度越高，即频谱越接近于矩
形。
Real part of chirp signal
哈工大电信学院天线技术实验报告
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)
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。
哈工大电磁场实验报告
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。
电磁场与电磁波(天线部分)实验报告解读
电磁场与电磁波(天线部分实验报告班级：姓名：学号：实验一网络分析仪测量振子天线输入阻抗实验目的1．掌握网络分析仪校正方法；2．学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法；3．研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。
实验原理当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后，就形成了单振子天线。
实际上当导电平面的径向距离大到0.2~0.3λ，就可以近似认为是无穷大导电平面。
这时可以采用镜像法来分析。
天线臂与其镜像构成一对称振子，则它在上半平面辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。
由于使用坡印亭矢量法积分求其辐射功率只需对球面上半部分积分，故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振子的一半，其辐射电阻也为对称振子的一半。
当h<<λ时，可认为R≈40。
由于天线到地面的单位长度电容比到对称振子另一个臂的单位长度电容大一倍，则天线的平均特征阻抗也为等臂长对称振子天线的一半，为=60[ln(2h/a-1]。
实验步骤1．设置仪表为频域模式的回损连接模式后，校正网络分析仪；2．设置参数(BF=600，∆F=25，EF=2600，n=81并加载被测天线，开始测量输入阻抗；3．调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；4．更换不同电径（φ1，φ 3，φ9）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况。
实验数据当被测天线的电径为1mm时，可在Smith原图上得到如下阻抗点分布：当被测天线的电径为3mm时，可在Smith原图上得到如下阻抗点分布：当被测天线的电径为9mm时，可在Smith原图上得到如下阻抗点分布：实验结果分析由图可知，相同材质、不同电径的天线对应不同的输入阻抗，电径越大，谐振点输入阻抗越小，网络反射系数越小，回波损耗越小。
1被测天线的电径对天线的阻抗是基本不产生影响的，上述三图中阻抗有差别主要是因为三根阵子粗细不同因而对空间电磁场产生了一些影响导致了天线阻抗的变化，本质上是不影响的。
2天线的电阻随着频率的变化是不断变化的，频率变化范围为600KHz到2600KHz，变化的趋势为——在前20个点基本不变，后面的点基本随着频率的增加电阻增加。
天线实验报告(DOC)
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。
天线仿真实验报告
课程名称电磁场与电磁波学院通信工程年级 2010 级专业通信班姓名 X X X学号 X X X时间 X X X一、实验目的：1、熟悉HFSS软件设计天线的基本方法；2、利用HFSS软件仿真设计以了解天线的结构和工作原理；3、通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。
二、实验仪器：1、HFSS软件三、实验原理：1、天线是用金属导线、金属面或其他介质材料构成一定形状，架设在一定空间，将从发射机馈给的视频电能转换为向空间辐射的电磁波能，或者把空间传播的电磁波能转化为射频电能并输送到接收机的装置。
2、天线能把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变变换。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
四、 实验步骤：1、根据个人在班级的序号N ，设计一个工作频率为()[]GHz N f 102.020-⨯+=的41波长单极子天线，所用导线的直径为mm R 10=，长度为mm L 0的天线。
2、以频率上的长度0L 为基准，讨论当天线长度为()mm L 20±时，天线的谐振频率、带宽和方向图的变化。
3、在频率0f 上，讨论当天线直径0R 为mm 2和mm 3时，天线的谐振频率、带宽和方向图的变化。
4、结合工作生活实际，谈谈对天线的认识。
5、仿真图形如下：五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）：1、频率为2.44GHz，L=L0，R0=1mm①谐振频率：②三维方向图：③二维方向：2、频率为2.44GHz，L=（L0-2）mm，R0=1mm①谐振频率：②二维方向：3、频率为2.44GHz，L= (L0+2) mm，R0=1mm①谐振频率：②二维方向：4、频率为2.44GHz，L=L0，R0=2mm①谐振频率：②二维方向：六、实验结果及分析：由频率为2.44GHz，R0=1mm，L分别为L0、L0-2）mm、(L0+2) mm时的谐振频率曲线可以看出：①当天线长度小于初始长度L时，带宽的上下限截止频率都有所变大，但是带宽的大小无太大变化。
哈工大测试技术基础实验报告
实验一波形的合成与分解一、实验目的1、了解信号分析手段之一的傅里叶变换的基本思想和物理意义。
2、观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。
3、观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形。
4、通过本实验熟悉信号合成、分解的操作方法，了解信号频谱的含义。
二、实验结果图1.1方波图1.2锯齿波图1.3三角波图1.4正弦整流波实验二典型信号的频谱分析一、实验目的1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。
2、了解信号频谱的基本原理和方法，掌握用频谱分析提取测量信号特征的方法。
二、实验原理信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。
工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部a(f)和虚部b(f)为纵坐标画图，称为时频—虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值A(f)和相位φ(f)为纵坐标画图，则称为幅值—相位谱；以f为横坐标，A(f)2为纵坐标画图，则称为功率谱。
频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。
三、实验结果实验结果如下图所示：图2.1 白噪声信号幅值频谱特性图2.2 正弦波信号幅值频谱特性图2.3 方波信号幅值频谱特性图2.4 三角波信号幅值频谱特性图2.5 正弦波信号+白噪声信号幅值频谱特性四、思考题1、与波形分析相比，频谱分析的主要优点是什么？答：信号频谱()X f代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。
2、为何白噪声信号对信号的波形干扰很大，但对信号的频谱影响很小？答：白噪声是指在较宽的频率范围内，各等带宽的频带所含的噪声能量相等的噪声。
在时域上，白噪声是完全随机的信号，叠加到波形上会把信号的波形完全搅乱，所以对信号的波形干扰很大。
哈工大无线定位原理与技术实验报告
无线电定位原理与技术实验报告课程名称：无线电定位原理与应用院系：电子工程系班级：1305203姓名：黄晓明、大头光学号：指导教师：张云实验时间：12周周二，13周周二实验成绩：电信学院实验一 调频法测距实验2.1 实验要求1.掌握调频法测距原理2.利用给定的仿真信号通过MA TLAB 编程计算线性调频信号的参数（带宽，中心频率，时宽，调频斜率）并计算目标的距离。
2.2 线性调频脉冲测距实验图2-1 线性调频信号与反射回波反射回波相对于发射的线性调频信号产生了固定时延或固定频差F ∆。
假设目标处于静止状态，总的频偏F ∆为2R F cα∆=（2.1）根据该式可以反推出距离R 。
图1线性调频信号与反射回波时域图图2混频后频谱图图3根据公式2c FR α∆=(2.2)解得R=750m ，与5us 延迟一致。
积化和差公式：1cos cos [cos()cos()]2αβαβαβ=++-(2.3)实验二 连续波雷达测速实验3.1 实验要求1. 掌握雷达测速原理。
2. 了解连续波雷达测速实验仪器原理及使用。
3. 采集运动物体回波数据，并在PC 机使用Matlab 对实验数据进行分析。
4. 使用Matlab 对实验数据进行分析，得到回波多普勒频率和目标速度。
3.2 雷达测速原理00022d r vf v f f f f c v c --⎛⎫=-=≈ ⎪+⎝⎭（如果v c <<）图3-1 多普勒效应3.2 连续波雷达测速实验仪器连续波发射机混频器放大滤波测速传感器AD 采集串行接口PC 机图3-2 连续波雷达测速实验仪器原理框图图3-3 连续波雷达内部原理图图3-4 测速雷达与采集板3.3 I Q正交双通道图3-5 IQ 正交双通道处理积化和差公式如下：1cos sin [sin()sin()]21cos cos [cos()cos()]2αβαβαβαβαβαβ=+--=++-(3.1)所以信号格式()()signal signal I j signal Q =-⨯(3.2)I 路信号相位领先Q 路信号π/2。
天线实验报告（共10篇）
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。
天线实验报告
实验一 网络分析仪测量振子天线输入阻抗一．实验目的：1．掌握网络分析仪校正方法；2．学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法； 3．研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。
二．实验步骤:(1)设置仪表为频域模式的回损连接模式后，校正网络分析仪; (2)设置参数并加载被测天线，开始测量输入阻抗;(3)调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；(4)更换不同电径（ φ1，φ 3， φ9）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况; 设置参数:BF=600，∆F=25，EF=2600，n=81； 三．实验数据： 1.最细天线。
2.中间粗细天线F(MHZ) RL(dB) SWR Φ(°)R(Ω) jx 左谐振点 1200 18.91 1.254 175.7 38.9 -0.6 右谐振点23501.2813.640.00367546.73.最粗天线F(MHZ) RL(dB) SWRΦ(°)R(Ω) jx左谐振点1125 16.29 1.316 187.6 36.7 -2.0 右谐振点2350 2.71 6.366 1.1 317.2 21.0四．实验数据分析：1.左谐振点与天线电径变化的关系不大，相差最大为9Ω左右；2.右谐振点与天线电径变化关系较大，长度没变化一次阻值基本变化1至2倍；3.电径越细右谐振点越靠近半波长。
4.天线电径越大，两谐振点的等反射系数越相近。
五．心得体会：首先搞懂了两个名词：（1）网络分析仪：测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。
自动网络分析仪能对测量结果逐点进行误差修正，并换算出其他几十种网络参数，如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗（或导纳）、衰减（或增益）、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等。
此时实验所使用的网络分析仪用老师的话说是“傻瓜”仪器，做过实验发现真如老师所描述，操作很简单，简单到都可以用可数的几次按键就能搞定，不得不说仪器的强大功能。
实验1天线的特性和测量
下面是天线方向图：
天线方向性图能直观地反映出天线辐射能量集中程度、方向性图越尖锐，表示辐射能量越集中，相反则能量分散。若天线将电磁能量均匀地向四周辐射，方向性图就变成一球面，称作无方向性，这就是一理想点源在空中辐射场。天线方向性图可通过测试来绘制，如测得的是功率，即可绘出功率方向性图，如测得的是场强，则绘出场强方向性图，但两者图形形状是完全一样的。通常图形方向性图有多个叶瓣，其中最大辐射方向的是叶瓣，称主瓣，其余称副瓣（或旁瓣）。在方向性图中主瓣信息是我们最关心的。
三实验原理
通信、雷达、导航、遥感、广播、电视等无线电技术设备，都是通过无线电波来传递信息的，都需要有无线电波的辐射和接收。在无线电技术设备中，用来辐射和接收电磁波的装置称为天线。天线是无线电信息传播系统中必不可少的重要组成部分，对于天线特性参数的测试与评估通常都使用矢量网络分析仪。本实验将使用矢量网络分析仪进行天线的方向性参数测试。下面介绍实验的基本原理：
四实验步骤
(1)架设待测天线和喇叭天线，调整好位置和距离
(2)连接实验装置，开启转台系统和矢量网络分析仪；
(3)调试并开启远程实验系统；
(4)远程遥控测量开始，观察实验现象；
(5)测量结束，获取测量数据和天线方向图；
(6)关闭系统，整理实验仪器。
五数据分析
天线方向图（极坐标）如图所示：
旁瓣宽度：
旁瓣
式中Emax为与方向无关的常数， 即为归一化场强方向图。
由于在远区有 ， 为媒质的特性阻抗，因此场强方向图无论是用电场E还是磁场H的幅度来表示都是一样的。归一化的功率方向图为场强方向图的平方，
在实际应用中常常以分贝(dB)为单位来表示方向图，
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Harbin Institute of Technology天线原理实验报告课程名称：天线原理班级：姓名：学号：同组人：指导教师：实验时间：实验成绩：注：本报告仅供参考哈尔滨工业大学一、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。
(2).E面扇形喇叭：若保持矩形波导宽边尺寸不变，逐渐张开窄边可得H面扇形喇叭。
(3).角锥喇叭：矩形波导宽边和窄边同时张开所形成的。
(4).圆锥喇叭：圆波导半径逐渐张开形成。
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，测量过程中由于各种反射折射及其他无线电波的干扰，对实验结果有一定干扰。
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。
天线不能接收与其正交的极化分量，只有天线极化与来波极化一致时为极化匹配，接收机才可获得最大功率，极化失配时需乘以失配因子。
4. E面、H面、主瓣宽度等概念(1).E面：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面。
(2).H面：通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面。
(3).天线的极坐标方向图呈波瓣形。
最大的波瓣叫做主瓣，其余的叫副瓣或旁瓣,与主瓣相反方向上的副瓣叫后瓣。
a.零功率点波瓣宽度：是指主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。
b.半功率点波瓣宽度：是指主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍的两辐射方向之间的夹角。
波瓣参数是辐射能量在空间分布的一种表征。
三、实验仪器发射喇叭天线：楔形角锥喇叭接收喇叭天线：H面扇形喇叭、E面扇形喇叭、楔形角锥喇叭、圆锥喇叭功率显示器：电源、工作盘四、实验步骤(1).将发射角锥喇叭天线与接收喇叭天线（E面扇形喇叭）垂直固定于工作盘，使其在同一高度，并对准开口测E面方向图。
(2).左右旋转接收喇叭天线同时观察功率表找到最大值点，将该点对准刻度盘0°。
(3).向左旋转转盘，每转1°读一次示数并记录，读到电流变不再有示数显示为止。
(4).刻度盘归零，向右旋转转盘步骤同上一步。
(5).接收喇叭天线换成其他类型，测出数据，步骤同上。
(6).用matlab将所得数据换算成dB值并进行归一化处理。
在OriginPro上输入数据，画出极坐标图。
五、实验数据将测量得到的原始数据换算成dB,再进行归一化（减去每组最大dB值）处理后得到的dB数值如下。
未测量得到的角度将其归一化dB值设为-50dB，此处仅列出测量后处理得到数值。
(1).E面喇叭E面：角度归一化功率角度归一化功率0 -1.76931 348 -36.109181 -0.5557 349 -36.109182 -0.13606 350 -36.109183 0 351 -36.109184 -0.5557 352 -32.054535 -1.6093 353 -29.177716 -3.33773 354 -22.246247 -5.66395 355 -18.191588 -8.38329 356 -12.130239 -13.08333 357 -9.0286810 -18.19158 358 -5.6639511 -22.24624 359 -3.5282112 -26.9462713 -32.0545314 -36.1091815 -36.1091816 -36.10918H面：角度归一化功率角度归一化功率0 -0.93819 327 -42.046931 -1.10348 328 -42.046932 -1.4425 329 -42.046933 0 330 -35.115454 -1.79341 331 -35.115455 -2.15709 332 -35.115456 -2.53449 333 -35.115457 -2.9267 334 -31.06088 -3.76051 335 -28.183989 -4.67023 336 -25.9525510 -5.67106 337 -24.1293311 -6.49345 338 -22.5878212 -7.38957 339 -21.2525113 -8.03495 340 -20.0746814 -8.72488 341 -19.0210815 -9.85817 342 -17.1978616 -11.1365 343 -15.6563517 -12.0896 344 -14.3210418 -14.32104 345 -12.089619 -15.65635 346 -10.2663920 -17.19786 347 -8.3739721 -19.02108 348 -7.7070522 -20.07468 349 -6.4934523 -21.25251 350 -5.9377524 -24.12933 351 -5.1581325 -25.95255 352 -4.4349326 -28.18398 353 -3.5454527 -31.0608 354 -2.5344928 -35.11545 355 -2.1570929 -35.11545 356 -1.7934130 -35.11545 357 -1.442531 -42.04693 358 -1.2715532 -42.04693 359 -1.1034833 -42.04693(2).H面喇叭E面：角度归一化功率角度归一化功率0 -1.25163 356 -0.606251 -2.68264 357 -0.606252 -3.48307 358 -1.251633 -3.48307 359 -1.251634 -4.353185 -5.306286 -5.306287 -5.306288 -5.306289 -6.3598910 -6.3598911 -5.3062812 -6.3598913 -6.3598914 -7.5377215 -10.4145416 -12.2377517 -12.2377518 -14.4691919 -14.4691920 -17.3460121 -17.3460122 -21.4006623 -21.4006624 -28.3321325 -28.3321326 -28.3321327 -28.3321328 -28.33213H面：角度归一化功率角度归一化功率0 0 340 -28.903721 0 341 -28.903722 -1.17783 342 -28.903723 -1.82322 343 -28.903724 -3.25422 344 -21.972255 -4.05465 345 -21.972256 -5.87787 346 -17.917597 -6.93147 347 -17.917598 -8.1093 348 -15.040779 -9.44462 349 -12.8093410 -10.98612 350 -10.9861211 -15.04077 351 -8.109312 -15.04077 352 -6.9314713 -17.91759 353 -5.8778714 -21.97225 354 -4.0546515 -21.97225 355 -2.5131416 -28.90372 356 -2.5131417 -28.90372 357 -1.82322358 -1.17783359 -0.57158(3).圆锥喇叭E面：角度归一化功率角度归一化功率0 -0.44452 315 -35.409591 -0.14599 316 -35.409592 0 317 -31.354943 -0.14599 318 -31.354944 -0.44452 319 -28.478125 -1.06972 320 -26.246696 -1.56569 321 -26.246697 -2.45122 322 -26.246698 -3.22083 323 -26.246699 -4.72906 324 -26.2466910 -5.9652 325 -26.2466911 -7.68371 326 -26.2466912 -9.3827 327 -26.2466913 -11.43064 328 -26.2466914 -14.00893 329 -26.2466915 -15.95049 330 -26.2466916 -19.31521 331 -26.2466917 -21.54665 332 -26.2466918 -24.42347 333 -26.2466919 -26.24669 334 -24.4234720 -28.47812 335 -22.8819621 -31.35494 336 -21.5466522 -31.35494 337 -20.3688223 -35.40959 338 -20.3688224 -35.40959 339 -20.36882340 -20.36882341 -19.31521342 -16.69157343 -15.26056344 -13.43735345 -12.89668346 -12.38374347 -10.15231348 -9.7601349 -9.7601350 -9.7601351 -9.3827352 -8.00119353 -6.23189354 -5.70545355 -5.20534356 -3.22083357 -2.26773358 -1.39762359 -0.75223H面：角度归一化功率角度归一化功率0 0 340 -28.903721 0 341 -28.903722 -1.17783 342 -28.903723 -1.82322 343 -28.903724 -3.25422 344 -21.972255 -4.05465 345 -21.972256 -5.87787 346 -17.917597 -6.93147 347 -17.917598 -8.1093 348 -15.040779 -9.44462 349 -12.8093410 -10.98612 350 -10.9861211 -15.04077 351 -8.109312 -15.04077 352 -6.9314713 -17.91759 353 -5.8778714 -21.97225 354 -4.0546515 -21.97225 355 -2.5131416 -28.90372 356 -2.5131417 -28.90372 357 -1.82322358 -1.17783359 -0.57158(4).角锥喇叭E面：角度归一化功率角度归一化功率0 -1.37201 336 -36.635621 -1.97826 337 -29.704142 -3.31357 338 -25.649493 -4.05465 339 -22.772674 -4.85508 340 -18.718025 -6.67829 341 -15.84126 -7.7319 342 -14.663377 -8.90973 343 -13.609778 -11.78655 344 -11.786559 -12.65666 345 -9.5551110 -14.66337 346 -7.731911 -15.8412 347 -6.6782912 -18.71802 348 -4.8550813 -20.54124 349 -4.0546514 -22.77267 350 -3.3135715 -25.64949 351 -1.9782616 -29.70414 352 -1.3720117 -36.63562 353 -0.80043354 -0.25975355 -0.25975356 0357 -0.25975358 -0.52644359 -0.80043 H面：0 0 342 -36.375861 0 343 -36.375862 0 344 -29.444393 0 345 -25.389744 -0.54067 346 -22.512925 -0.82238 347 -22.512926 -1.7185 348 -18.458277 -2.36389 349 -15.581458 -3.7949 350 -13.350019 -5.02092 351 -11.526810 -6.41854 352 -8.6499711 -8.04373 353 -7.4721412 -9.98529 354 -5.9306413 -13.35001 355 -4.5953214 -15.58145 356 -2.3638915 -20.28148 357 -1.718516 -22.51292 358 -1.1122617 -29.44439 359 -0.2666818 -29.4443919 -36.3758620 -36.3758621 -36.37586六、实验结果因为所画的极坐标为功率归一化后结果所画的图，所以只需求出两个和最大值相差3dB的点之间的夹角即为(1).E面喇叭E 平面 0.526θ︒=H 平面 0.5213θ︒=E 平面 0.5210θ︒=H 平面 0.528θ︒=E 平面 0.5212θ︒=H 平面 0.529θ︒=(4).角锥喇叭E 平面 0.5212θ︒=H 平面 0.5212θ︒=E面喇叭的E面半功率点波瓣宽度小于H面；H面喇叭E面波瓣宽度大于H面；单从这次实验数据中圆锥喇叭E面大于H面，而角锥喇叭E面H面波瓣宽度相等。