北邮电磁场与微波实验天线部分实验报告二

北邮电磁场与微波实验天线部分实验报告二

信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告

实验二网络分析仪测试八木天线方向图

一、实验目的

1．掌握网络分析仪辅助测试方法；

2．学习测量八木天线方向图方法；

3．研究在不同频率下的八木天线方向图特性。

注：重点观察不同频率下的方向图形状，如：主瓣、副瓣、后瓣、零点、前后比等;

二、实验步骤:

(1) 调整分析仪到轨迹（方向图）模式;

(2) 调整云台起点位置270°；

(3) 寻找归一化点(最大值点);

(4) 旋转云台一周并读取图形参数;

(5) 坐标变换、变换频率（f600Mhz、900MHz、1200MHz），分析八木天线方向图特性；

三、实验测量图

不同频率下的测量图如下：

600MHz：

900MHz：

1200MHz：

四、结果分析

在实验中，分别对八木天线在600MHz、900MHz、1200MHz频率下的辐射圆图进行了测量，发现频率是900MHz的时候效果是最好的，圆图边沿的毛刺比较少，方向性比较好，主瓣的面积比较大。

当频率为600 MHz的时候，圆图四周的毛刺现象比较严重，当频率上升到1200MHz时，辐射圆图开始变得不规则，在某些角度时出现了很大的衰减，由对称转向了非对称，圆图边缘的毛刺现象就非常明显了，甚至在某些角度下衰减到了最小值。

从整体来看，八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的影响还是比较大的，因此在测量的时候周围的人应该避免走动，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情况。

由实验结果分析可知：最大辐射方向基本在90°和270°这条直线上，图中旁瓣均较小，及大部分能量集中在主瓣。

八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的影响还是比较大的，因此在测量的时候应当尽量保持周边环境参数一定，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情况。

五、实验总结

八木定向天线，具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。因此，它特别适用于点对点的通信，例如它是室内分布系统的室外接收天线的首选天线类型。

八木定向天线的单元数越多，其增益越高，通常采用 6 - 12 单元的八木定向天线，其增益可达 10-15dBi。

天线除了要完成行导波和自由空间电磁波的基本功能之外，还应该有很好的方向性，这样才能提高接收和发射效率。

八木天线就是为了提高天线方向性而研制的一个典型天线。它是由一个有源振子（一般用折合振子）、一个无源反射器和若干个无源引向器平行排列而成的端射式天线。八木天线的确好用，它有很好的方向性，较偶极天线有高的增益。用它来测向、远距离通信效果特别好，如果再配上仰角和方位旋转控制装置，更可以随心所欲与包括空间飞行器在内的各个方向上的电台联络，这种感受从直立天线上是得不到的。

六、心得体会

以前经常会看到房顶上有很多天线，进入实验室才知道那些都是八木天线，在老师的解说下，我对于八木天线的来历有了进一步的了解。

八木天线在传播电磁波的时候，会有主瓣和旁瓣后瓣之分。实验中通过旋转云台，读取数据，可以得到最佳接收状态。旋转一周后，可以从图上看到不同频率下的方向图。

通过这次实验我掌握了网络分析仪辅助测试方法，学会了测量八木天线方向图方法，并且通过对测量结果的分析，了解了在不同频率下的八木天线方向图特性。这次实验让我对天线有了进一步的认识，发现天线的发射和接收特性是可以通过改变其外在构造而改善的，但是怎样改变外在构造将是个很值得研究的问题，现在的天线各式各样的应有尽有，线型的、环型的、面型的都能在生活中找到。在这方面的研究需要发挥想象力和扎实的理论功底，但最终还是要落到实践上去。

由于实验中，人为操作的问题，加上两组同时做实验会有相互干扰，导致受到干扰大，所得到图形偏差较大。由此可知，在天线的实际应用中，抗干扰技术非常重要。