天线增益测量教案
微波天线增益测试操作流程
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电子科技大学课件《天线测量》第四章增益测量
第四章 增益测量第一节 引言天线的方向增益（通常称方向性系数）是表征天线所辐射的能量在空间分布情况的量，定义为在相同辐射功率情况下，该天线辐射强度),(ϕθp 与平均辐射强度之比，即0p 0),(),(p p D ϕθϕθ=（4﹒1） 由于辐射强度正比于电场强度的平方，因此，方向性系数也可写为 22),(),(E E D ϕθϕθ=（相同辐射功率） （4﹒2）式中，),(ϕθE 是该天线在),(ϕθ方向产生相同电场强度的条件下，点源天线的总辐射功率与该天线的总辐射功率之比，即 ),(),(0ϕθϕθT TP P D =（相同电场强度） （4﹒3）一般情况均指最大辐射方向的方向性系数，因此，式（4﹒1）、（4﹒2）、（4﹒3）可写为2020E Ep p D m m m == （相同辐射功率）mToTP P =（相同电场强度） （4﹒4） 方向性系数是以辐射功率为基点，没有考虑天线能量转换率。
为了更完整地描述天线的特性，我们以天线输入功率为基点，将该天线与点源天线作比较，于是，仿照方向性系数所定义的量就叫做天线的功率增益（通常称为增益系数），即22),(),(E E G ϕθϕθ= （相同输入功率） （4﹒5）或),(),(0ϕθϕθin inP P G =（相同电场强度） （4﹒6）式中，和in P 0),(ϕθin P 分别是点源天线和该天线的输入功率。
若指天线最大辐射方向的增益，则式（4﹒5）和（4﹒6）可写为 22E E G m m =（相同输入功率）inminP P 0=（相同电场强度） （4﹒7） 将式（ 4﹒7）进行简单的换算，则有Am inm mTmT oT oT in inm oin m D P P P P P P P P G ηη••=•==00 （4﹒8） 式中，0η和A η分别是点源天线和某天线的效率。
令点源天线效率10=η，并因一般谈及方向性系数或增益系数均指最大发射方向，为简化书写，我们将足标“”去掉，于是式（4﹒8）就变为m D G A η= （4﹒9） 可见，天线的增益系数等于天线的效率与方向性系数之积。
天线增益的简易测试
天线增益的简易测试BG1LQX 05-10-10 1、天线增益的定义：G=η*D 增益=方向性*效率半波振子方向性为1.64，由于结构简单没什么损耗，故效率很高，其增益为1.64，用dBi 表示，即2.15dBi(i即以各向同性的点源为参考)增益的测量一般用比较法：A.在相同条件下，某天线收到的功率与半波振子收到的功率之比即相对与半波振子的增益dBd，再加2dB即得dBi。
Gd=P0/Pd |发射功率相同B.在相同条件下，某天线在其最大辐射方向上某一点的功率密度与半波振子天线在同一点的功率密度之比，即：Gd=S0/Sd |发射功率相同C.在相同条件下，某天线在其最大辐射方向上某一点的场强的平方与半波振子天线在同一点的场强的平方之比，即：Gd=|E0|^2/|Ed|^2 |发射功率相同D.在相同条件下，半波振子天线与某天线在最大辐射方向上同一点处产生相同场强时发射，功率控制单元是自电源（参见：自制（参见：4，测试步分贝表示：Gg（dB）=10lg（Pg/Px）5实物照片如下：为使增益数值可以从微安表头直接读出，免去计算的麻烦，从新推导计算了，表头指针偏转角度和功率，增益分贝之间的对应关系，并对功率测量的非线性误差做了三段补偿，绘制了包含两条增益刻线、一条功率刻线和一条相对场强刻线的表盘，这样就可以直接读出测试功率和天线增益了，而且对于测量功率的精度要求也降低了，只要求相对功率比率，绝对功率数值并不重要了。
测试原理相同，操作方法略有不同。
第一步，接好参照天线，开关拨向功率/增益，调整发射功率使表头指针指到0dB处。
将开关拨向场强，适当调整场强旋扭，使场强为一确定读数。
第二步，替换参照天线为被测天线，开关保持在场强位置，不要再调整场强旋扭，调整功率旋扭，使场强读数与参照天线时读数相同。
将开关拨回功率增益位置，此时读出的分贝数，即是该天线的增益。
改变给定频率，重复以上步骤，可测出增益-频率曲线，如果场地条件允许，改变被测天线和场强接收天的水平角度可测水平方向图，改变仰角可测垂直方向图。
最新天线测量与微波测量实验讲义
天线测量与微波测量实验讲义天线测量与微波测量实验讲义（试用）实验一、喇叭天线方向图的测量一、 实验目的：1、 了解喇叭天线的方向图特性；2、 掌握天线方向图的测量方法。
二、 实验原理：H 面和E 面方向图的计算公式为E H θ)E 0b[(λR H )/8]1/2{exp[j(π/4)λR Hθ/λ))2][C(u 1)+C(u 2)-jS(u 1)-jS(u 2)]+exp[j(π/4)λR H ((1/a h )-(2sin θ/λ))2][C(u 3)+C(u 4) -jS(u 3)-jS(u 4)]}E E 2]1/2cos θ}{[C(w 1)+C(w 2)]2+[S(w 1)+S(w 2)]2}1/2±j(π/2)t 2]dt=C(x)±jS(x)u1=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]+(λR H)1/2[(1/a h)+(2sinθ/λ)]}u2=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]-(λR H)1/2[(1/a h)+(2sinθ/λ)]}u3=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]+(λR H)1/2[(1/a h)-(2sinθ/λ)]}u4=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]-(λR H)1/2[(1/a h)-(2sinθ/λ)]} w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w2=[b h/(2λg R E)1/2]-{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}三、实验装置：测量方向图所需的基本设备可分为发射系统和接收系统两大部分。
9第9章 天线增益的测试
第9章天线增益的测试9.1 两天线法1．用途当有两个相同的小型天线要测增益时，可用此法。
尤其是圆极化天线，因为不容易找到标准增益天线作比较，不得不采用此法。
此法适于测试小的辐射中心明确的天线，如常见的手机天线、笔记本天线、瓷片GPS天线或单组贴片天线等等，不一而足。
2．原理此法的理论根据是，两点源在自由空间的插损IL是可以算出的，因此换成两个天线后，插损减小的dB值即两天线增益dB值的和。
若两天线相同，除2即得单个天线的增益dB值。
如其中有一个已知，也可算出另一个。
3．条件首先想法接近自由空间环境，在暗室中用吸波材料或在普通房间内采用小的测试距离以接近自由空间环境。
因此G≤10，频率高时好办些。
其次是被测天线应有明确的辐射中心，以便量距离。
如贴片天线的辐射中心就在口上，而八木天线的辐射中心就说不清，距离不好确定，严格来讲不适于此法。
4．算法对于天线口面每边D都≤λ的天线，测试距离R= 2D2/λ=2λ。
以GPS瓷片天线为例，λ=0.19 米，R=0.38m, 由（17-1）式知:两天线之间的衰减Pr /Pt= G1A2/4πR2 代入A2=G2λ2/4π=G1G2（λ/4πR）2代入R=2=0.00158G1G2以下用dB值表示，插损IL=G1dB+G2dB-28dB，即G1dB+G2dB=28dB-IL注意：两点源在自由空间的插损是(λ/4πR)2，而不是扩散因子1/(4πR2)。
5．测法·在两个相同的天线的背面直接装上插座，架好并保持口面间距为2λ；·两连接电缆校直通后，分别接到两个天线插座测其间插损IL；如IL=18dB，则G=5dB；注意：此法以点源为准，测出的增益倍数为G，dB数为dBi；此法可与比较法结合起来作，即可先测两个半波振子的G，以作比较。
9.2 三天线法当有三个天线时，可用此法。
条件同两天线法。
原理：用两天线法，可测得两个天线增益dB值之和；若有三个天线，其增益分别为G1，G 2，G3，两两组合测三次得：G1dB+ G2dB= XdBG2dB + G3dB= YdBG3dB+ G1dB = ZdB三式相加除2得 G1dB + G2dB + G3dB =（X+Y+Z）dB/2 = WdB 则：G1dB = WdB – YdB， G2dB = WdB – ZdB， G3dB = WdB - XdB三天线法显然比两天线法繁得多，不是极其考究的情况，不必采用。
标准增益喇叭天线的准确定标测量
测 天 线 增 益测 量 的准 确 度 。 目前 国 内所 使用 的标 准 增 益 喇 叭天 线 往 往 采用 理 论 值 ， 能 很好 地 保 证 天 线 测 量 数 据 的 准 确 性 。 不
介 绍 了一 种通 过 时 域 测 量 技术 以及 距 离 影 响修 正 相 结 合 ， 标 准 增 益 喇 叭 天 线 增 益 值 进 行 准 确 定 标 的 测 量 方 法 。经 过 实 验 对 验 证 ， 方 法具 有 准 确 度 高 、 实 施 、 用 于 各类 型 天 线 产 品 测量 的特 点 。 该 易 适
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ａ ｔ ｎ ａ ｍｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｉ ｏ ａｎ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｏ ｉｔ ｎ ｅ ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｙ ｒｓ ｎ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ；ｔｍｅ ｄ ｍ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ；ｃ ｒ ｅ ｔｏ ｆｄ ｓ ａ ｃ ｎ ｌ ｅ ｃ
关修 正 天 时 距
中 图分 类号 ：Ｔ ２ Ｍ８ ０
文献标识码： Ａ
Ａｃ ｕ ａ ｅ ｙ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｆｔ ｔ ｎ ａ ｄ ｇ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｔ ｌ ａ ｕ ｅ ｎｔｏ ｈｅ ｓ ａ ｄ ｒ ａ ｎ ｈ ｒ ｎ ｅ ｎ
己 Ｉ 年 ９月 口口 第己 卷 第 ｇ期 ｇ
－
标 准 增 益 喇 叭 天 线 的准 确 定 标 测 量
黄 凯 冬 （ 国 电子科 技 集 团公 司 第 十研 究所 成 都 ６ ０ ３ ） 中 １ ０ ６
摘
要 ： 准 增 益 喇 叭天 线 经 常 用 作天 线 测 量 时 的增 益 参 考 天 线 ， 以 ， 准 增 益 喇 叭 天 线 的 增 益 定 标 值 的 准 确 性 决 定 了被 标 所 标
天线增益测量教学设计
天线增益测量教学设计教学设计: 天线增益测量一、教学目标：1. 理解天线增益的概念及其重要性；2. 掌握测量天线增益的方法和步骤；3. 能够根据测量结果评估天线性能的好坏。
二、教学内容：1. 天线增益概念和定义；2. 天线增益的测量方法和步骤；3. 天线增益的评估标准。
三、教学步骤：1. 导入部分（10分钟）：a. 引入天线增益概念，解释其在通信系统中的作用；b. 提问学生：你认为如何测量天线增益？你希望通过测量天线增益能得到哪些信息？2. 理论讲解（30分钟）：a. 分析天线增益的定义及其在通信领域中的应用；b. 介绍天线增益的测量方法：一是理论计算法，二是实测法；c. 解释天线增益的评估标准，如dB、dBi等。
3. 实验操作（40分钟）：a. 设计实验装置：包括信号源、功率计、天线、介质等；b. 使用理论计算法进行测量：通过计算天线的射频功率Gt和接收功率Gr，应用增益定义公式计算天线增益；c. 使用实测法进行测量：通过在实验装置中加入用于接收和发射天线的移动终端，通过测量终端的接收功率和发射功率计算天线增益。
4. 数据处理（20分钟）：a. 分析并比较理论计算法和实测法的测量结果；b. 讨论天线增益与其它因素（如频率、天线形状等）的关系；c. 利用测量结果评估天线的性能。
5. 总结归纳（10分钟）：a. 总结天线增益的概念、测量方法和评估标准；b. 提问学生：什么因素会影响天线增益？如何进一步优化天线性能？四、教学资源：1. 实验装置（信号源、功率计、天线、介质等）；2. 计算器、电脑等；3. 教师课件和实验指导书；4. 相关参考书籍和资料。
五、教学评估：1. 实验报告：要求学生填写实验记录和数据分析，以及对测量结果的评估和总结；2. 学生讨论：鼓励学生在实验结束后参与讨论、分享观点和经验；3. 教师评估：根据学生的实验操作和讨论表现，以及实验报告的综合评价，对学生的掌握程度进行评估。
六、教学延伸：1. 继续优化天线性能的方法和策略；2. 深入研究天线参数和增益的相关知识；3. 探究不同频率下天线增益的变化规律。
西安电子科技大学《天线测量》教学大纲
西安电子科技大学《天线测量》教学大纲一、课程地位、基本要求以及与其他课程的联系本课程是微波电信专业选修的专业课，通过该课程的学习使学生掌握天线测量的基本理论和方法，培养学生分析和解决实际问题的能力以及实际动手的能力，为学生今后走上工作岗位打下一个良好的基础。
基本要求是通过课程教学、实验、示教等教学环节使学生掌握天线测试场的设计与鉴定准则；掌握天线基本参数的测量原理和方法；学会常规测量仪器和先进测量仪器基本操作方法以及测量原理。
本课程是《天线原理》课程内容的补充与应用。
《天线原理》课程完成天线基本理论的教学；《天线测量》课程完成天线基本参数测量原理和实验的教学。
二、课程内容和学时分配（1）理论教学绪论1学时天线场地设计与鉴定8学时天线方向图的测量2学时天线增益的测量3学时天线极化的测量6学时天线阻抗的测量4学时天线相位方向图的测量4学时天线源场测量2学时天线近场测量6学时用射电源测量天线的电参数和现代天线测量设备与系统介绍2学时（2）实验教学每个实验2小时，共计4个实验，具体内容为：1实验一：对称阵子和无源阵子天线方向图的测量实验二：对称阵子输入阻抗的测量实验三：喇叭天线增益的测量实验四：天线计划参数的测量（3）示教教学用矢量网络分析仪测量天线的阻抗特性；微波暗室的设计与建造三、实验要求（1）实验前必须充分理解实验测量原理，会出测量方框图，熟悉所用仪器的使用方法和注意事项，给出测量参数的理论数值；（2）记录实验数据和实验测量条件，试验现场测量数据必须交在场指导老师审阅后方能离开实验现场；（3）做出实验报告，前一个实验报告未交者不能参加下一个实验，实验报告占总成绩的50%；四、考核方式独立作业或者命题考察；五、教材及参考书《天线测量》林昌禄成都电讯工程学院出版社2。
天线增益测量.
第一章概念1.1 定义1.1.1 功率增益天线在某方向上的辐射强度（每单位立体角内天线所辐射的功率）与天线从其信号源所得的净功率的比值称为天线在该方向的功率增益。
功率增益表征天线固有的性质，不包括因阻抗或极化失配所引起的系统损失。
在确定整个系统的功率传递时，要测量和考虑天线的输入阻抗与天线的极化。
1.1.2 峰值功率增益功率增益的最大值称为峰值功率增益。
本文所指的公路增益测量均为峰值功率增益测量，知道了辐射方向图就可确定任何其它方向的增益。
1.2 测量方法概述1.2.1功率增益测量方法分类功率增益测量方法可分为两大类：绝对法和比较法。
1.2.1.1 绝对法分类绝对增益测量不需要预先知道测量中所使用的任一天线的增益。
这种方法通常用于增益标准天线的定标。
除了专门从事标准定标的实验室外，其它实验室很少采用这种方法。
1.2.1.2 增益传递法增益传递发也称增益比较法，它是增益测量最常用的方法。
用这种方法进行测量时，需使被测天线的增益与增益标准的增益天线进行比较。
1.2.2 确定天线功率增益所采用的技术确定天线功率增益所采用的技术因天线的工作频率而异。
1.2.2.1 1GHz以上的频率在1GHz以上的频率，通常采用自由空间测试场进行功率增益测量。
对这些频率，可采用微波技术，例如可采用电磁喇叭等波导元件。
1.2.2.2 0.1‐‐1GHz之间的频率对于0.1‐‐1GHz之间的频率，通常用地面反射测试场进行测量。
在这一频率范围内工作的天线通常安装在诸如飞机之类的构件上，这些构件会影响天线的性能。
此时可采用比例模型技术。
然而，只要比例模型天线制作的合适，其方向性与原型天线的方向性是相同的，故可以测量比例模型天线的方向性，再用其它方法测出原型天线的效率，从而求得功率增益。
可使装有原型天线的飞机相对于一个适当的地面站按规定的路线飞行，以证实方向性测量结果。
可用原型被测天线测出系统性能，并与比例模型的测量结果进行比较。
9第9章 天线增益的测试
第9章天线增益的测试9.1 两天线法1．用途当有两个相同的小型天线要测增益时，可用此法。
尤其是圆极化天线，因为不容易找到标准增益天线作比较，不得不采用此法。
此法适于测试小的辐射中心明确的天线，如常见的手机天线、笔记本天线、瓷片GPS天线或单组贴片天线等等，不一而足。
2．原理此法的理论根据是，两点源在自由空间的插损IL是可以算出的，因此换成两个天线后，插损减小的dB值即两天线增益dB值的和。
若两天线相同，除2即得单个天线的增益dB值。
如其中有一个已知，也可算出另一个。
3．条件首先想法接近自由空间环境，在暗室中用吸波材料或在普通房间内采用小的测试距离以接近自由空间环境。
因此G≤10，频率高时好办些。
其次是被测天线应有明确的辐射中心，以便量距离。
如贴片天线的辐射中心就在口上，而八木天线的辐射中心就说不清，距离不好确定，严格来讲不适于此法。
4．算法对于天线口面每边D都≤λ的天线，测试距离R= 2D2/λ=2λ。
以GPS瓷片天线为例，λ=0.19 米，R=0.38m, 由（17-1）式知:两天线之间的衰减Pr /Pt= G1A2/4πR2 代入A2=G2λ2/4π=G1G2（λ/4πR）2代入R=2=0.00158G1G2以下用dB值表示，插损IL=G1dB+G2dB-28dB，即G1dB+G2dB=28dB-IL注意：两点源在自由空间的插损是(λ/4πR)2，而不是扩散因子1/(4πR2)。
5．测法·在两个相同的天线的背面直接装上插座，架好并保持口面间距为2λ；·两连接电缆校直通后，分别接到两个天线插座测其间插损IL；如IL=18dB，则G=5dB；注意：此法以点源为准，测出的增益倍数为G，dB数为dBi；此法可与比较法结合起来作，即可先测两个半波振子的G，以作比较。
9.2 三天线法当有三个天线时，可用此法。
条件同两天线法。
原理：用两天线法，可测得两个天线增益dB值之和；若有三个天线，其增益分别为G1，G 2，G3，两两组合测三次得：G1dB+ G2dB= XdBG2dB + G3dB= YdBG3dB+ G1dB = ZdB三式相加除2得 G1dB + G2dB + G3dB =（X+Y+Z）dB/2 = WdB 则：G1dB = WdB – YdB， G2dB = WdB – ZdB， G3dB = WdB - XdB三天线法显然比两天线法繁得多，不是极其考究的情况，不必采用。
天线增益测量教案
需要指出的是，由于相控阵雷达的天线系统中含有有源T／R组件，从而使得相控阵天线本身具有非互易性，对于此类禾线的增益测试则只能在特定的发射和接收状态下进行测量。关于有源相控阵天线的增益测试将在比较法和绝对法之后单独介绍。
式中： 为接收天线接收到的功率（w）； 为发射天线辐射的功率（w）； 为发射天线增益； 为接收天线增益； 为发射信号波长（m）；R为收发天线距离（m）。在此假定天线的极化是匹配的，主瓣峰值方向与待测天线已对准，并符合远场条件。
双天线法要求收、发天线完全相同，即 = 。根据弗里斯传递公式，在收、发天线增益相同时，可推导得到以下表达式：
采用三点法来测试天线增益时应注意以下几点：①必须精确测量尺测和尺标；②两套接收机和传输线的性能要相同；③测试过程中需要反复控制源天线分别对准待测天线和标准天线。由此可见，三点法的测试效率低、手续繁琐、精度差。
2. S
s曲线法是一种为减少地面反射影响，而将标准天线放在待测天线附近来进行测量的方法。当标准天线放在电动升降梯上，且通过标准天线上下滑动时，在待测天线垂直口径范围内，标准天线信号电平的变化近似为s曲线，取s曲线的平均值作为标准天线信号电平值来计算待测天线增益，可降低或消除地面反射对增益测试的影响。由于是使用同一套接收系统和电缆分别与待测天线和标准增益天线交换连接，所以测量过程中所引入的误差较小。当s曲线起伏不超过3dB时，地面反射引入的增益测试误差是较小的，其计算公式如下：
22天线增益测量
实验二十二天线增益测量一、实验目的（一）、掌握天线增益的测量方法（二）、学会确定标准天线的方法二、实验内容1、用比较法测量天线的增益。
2、用三天线法测量标准天线的增益。
三、实验原理和方法各种天线都有一定的方向性，方向函数或方向图仅描述天线的辐射场强在空间的相对分布，为了定量描述天线在某一特定方向上的辐射能量的集中程度需引入天线方向系数这一参数。
绝大多数天线都需要通过实际测试来确定其增益，测量天线的增益有比较法和绝对法1、比较法图21-1示出了用比较法测量天线增益的测试系统方框图，其中图中的待测天线和标准天线作为发射天线。
如果与传输线匹配的待测天线和标准天线作为发射天线，比较法测量增益的实质是通图21-1比较法测增益方框图⑴、把待测天线接入信号源，最大方向对准，调可变衰减器，使接受指示器有一个较大的指示值，记下精密可变衰减器分贝值Ax。
⑵、确定最小测试距离和架设高度⑶、进行电道估算选择测量仪器⑷、收发天线应架设在同一高度上，并将转台调到水平105106⑸、检查周围的反射电平及必须具备的测量条件 ⑹、转台转轴尽可能通过待测天线相位中心⑺、接上标准增益天线，最大方向对准，调整精密可变衰减器的值，使接受指示同刚才一样，记下衰减器的分贝值。
2、接待测天线，调衰减器使指示为一个值，记下待测天线输入功率 假定1、阻抗匹配2、极化匹配3、最大方向对准4、距离相同 绝对增益的测量Asx s AxP G G P =如果用精密可变衰减器测量功率 ()/1010()()()()x s A A x s x s x s G G G dB G dB A dB A dB -==+-2、双天线法（两天线相同）假设两天线极化和阻抗均匹配22()41420lg 10lg 2R A A R P P G rP r G dBr P λππ=⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦由此可见，用两付相同增益的天线，只要测得收发天线之间的距离、工作波长及接收天线的接收功率与天线的输入功率之比即可确定天线的增益。
天线增益的简易测试
天线增益的简易测试
1、天线增益的定义：
g=η*d增益=方向性*效率
半波振子方向性为1.641.64，用dbi则表示，即2.15dbi(i即以各向同性的点源为参照)
增益的测量一般用比较法：
a.在相同条件下，dbd，再加2db即为得dbi。
gd=p0/pd|
b.在相同条件下，的功率密度之比，即为：
gd=s0/sd|
c.在相同条件下，点的场强的平方之比，即为：
gd=|e0|^2/|ed|^2|
d.在相同条件下，半波振子天线与某天线在最小电磁辐射方向上同一点处产生相同场强时升空
，功率控制单元是自电源（参见：自制（参见：bg1lqx05-10-10
4，测试步分贝则表示：
gg（db）=10lg（pg/px）
实物照片如下：
免去计算的麻烦，从新推导计算了，表头指针偏转角度和功率，
绘制了涵盖两条增益刻线、这样就可以轻易念出测试功率和天线增益了，绝对功率数值并不关键了。
测试原/增益，调整发射功率并使字段指针Azamgarh0db处为。
将控制器
调整功率旋即是该天线的增益。
-频率曲线，如果场地条件容许，发生改变被测天线和。
天线等效接收增益测试系统讲解
1.1.1.1天线等效接收增益测试系统（1）用途用于满足各型有源相控阵雷达天线接收状态天线等效接收增益自动测试与记录。
（2）必要性第四代防空反导探测制导系统采用固态有源相控阵体制，天线与传统雷达天线的一个显著不同就是引入了有源T/R组件，在接收状态测试时天线系统中包含了R组件的参数。
所以进行天线增益测试时，按原来无源天线增益的测试方法得到的结果就是不正确的，必须增加天线等效接收增益测试系统。
（3）工艺对系统的主要性能指标要求系统主要指标如下所示：信噪比测试系统可以同时满足4个波段的有源相控阵雷达天线接收增益测试需求；能完成4个波段雷达发射信号的下变频功能；能实现通道增益的自动控制，能设置合适通道信噪比；能通过远程通讯控制设备控制标准信号源输出信号的频率，实现信号源的开关；能实现阵面天线及标准天线的内部噪声的自动测试，完成通道信噪比测试与记录；自动测试控制系统根据中频通道采样处理系统采样和处理的数据计算出天线阵面正面等效接收增益；人机交互界面则可以对测试系统需要的参数进行设置并显示实时的天线增益测量值。
（4）系统组成及工作原理天线等效接收增益测试系统主要包括雷达发射信号下变频组件、通用中频信号调理组件、中频通道信号采样处理系统、支持无线通讯控制的自动控制测试系统及标准信号源系统。
其原理组成框图如下图所示：图错误！文档中没有指定样式的文字。
-1 天线等效接收增益测试系统原理及组成框图天线等效接收增益测试系统主要构成如下：本振信号源； 无线通讯设备；各波段一体化雷达信号下变频组件； 中频信号调理组件； 中频通道信号采样处理系统； 自动测试控制系统（含软件）； 人机交互系统。
理想情况下，被测天线被与其极化匹配的平面波所照射，并在匹配负载上测量接收功率。
在其它条件相同的情况下，用增益标准天线替换被测天线，并再次测量进入其匹配负载的接收功率。
雷达天线比较增益测量工作原理如下图所示。
TP S P表 错误！文档中没有指定样式的文字。
(整理)天线测量与微波测量实验讲义1
天线测量与微波测量实验讲义（试用）实验一、喇叭天线方向图的测量一、 实验目的：1、 了解喇叭天线的方向图特性；2、 掌握天线方向图的测量方法。
二、 实验原理：H 面和E 面方向图的计算公式为E H θ)E 0b[(λR H )/8]1/2{exp[j(π/4)λR Hθ/λ))2][C(u 1)+C(u 2)-jS(u 1)-jS(u 2)]+exp[j(π/4)λR H ((1/a h )-(2sin θ/λ))2][C(u 3)+C(u 4) -jS(u 3)-jS(u 4)]}E E 2]1/2cos θ}{[C(w 1)+C(w 2)]2+[S(w 1)+S(w 2)]2}1/2±j(π/2)t 2]dt=C(x)±jS(x)u1=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]+(λR H)1/2[(1/a h)+(2sinθ/λ)]}u2=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]-(λR H)1/2[(1/a h)+(2sinθ/λ)]}u3=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]+(λR H)1/2[(1/a h)-(2sinθ/λ)]}u4=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]-(λR H)1/2[(1/a h)-(2sinθ/λ)]} w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w2=[b h/(2λg R E)1/2]-{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}三、实验装置：测量方向图所需的基本设备可分为发射系统和接收系统两大部分。
应用微波功率计测量的天线功率增益
应用微波功率计测量的天线功率增益天线功率增益是衡量天线性能的重要指标之一，它描述了天线在特定方向上与理想天线（等效于点源辐射）相比，在接收或发射电磁波时的增益效果。
应用微波功率计测量天线功率增益可以帮助我们了解天线的性能特点，并为天线设计和应用提供准确的数据支撑。
微波功率计是一种用于测量高频电磁场的仪器设备，可以测量天线输入或输出功率。
在应用微波功率计进行天线功率增益测量时，需要注意以下几个关键步骤。
首先，正确选择合适的微波功率计。
微波功率计的频率范围、功率范围和精度等参数需满足实际需要，以确保测量结果的准确性。
同时，根据天线的工作频率选择合适的探头，以保证信号的正确采集和测量。
其次，进行标定和校准。
在进行天线功率增益测量之前，需要进行功率计的标定和校准。
对于微波功率计，标定常用的方法有负载标定和参考功率标定。
负载标定可以用于校准功率计的零度位置和灵敏度，参考功率标定能够获得准确的功率参考值。
标定和校准的目的是消除误差，确保测量结果的可靠性和准确性。
接下来，在实际测量中，需要准备好测试环境。
除了选择适当的测试场地和设备外，还需注意消除或降低其他电磁干扰源。
确保测量环境干净、稳定，并尽量减小不确定度。
在进行天线功率增益测量时，可以采用不同的方法。
其中，最常用的方法是全向发射源法和局部反射源法。
全向发射源法是通过将天线放置在一个全向辐射源（如一个无线发射器）的辐射范围内，测量天线输入功率和接受到的信号功率，从而得到天线的功率增益。
该方法适用于天线的工作频率较高，辐射源较易获得的情况。
局部反射源法则是通过在天线附近放置一个人工反射源，测量其反射功率和天线输入功率，从而计算天线的功率增益。
该方法适用于天线工作频率较低，无法直接获得全向辐射源的情况。
无论使用哪种方法，在测量过程中需要注意信号的校准和稳定性。
同时，还要确保天线和微波功率计的连接和放置正确无误，以免产生额外的误差。
测量完成后，应对数据进行处理和分析。
弹簧天线增益与效率测试
弹簧天线增益与效率测试弹簧天线增益与效率测试1. 引言在无线通信领域中，天线是起到连接无线设备和空间中的无线信号的重要组成部分。
弹簧天线作为一种常见的天线类型，在无线通信中具有广泛的应用。
其特点是结构简单、易于制作、成本低廉，同时具有较好的增益和效率。
然而，为了确保弹簧天线的性能达到最佳状态，对其进行增益与效率测试是必不可少的。
2. 弹簧天线的基本原理弹簧天线是利用螺旋结构来辐射和接收无线信号的天线。
其工作原理基于电磁感应和辐射效应。
当电流通过弹簧天线时，会在螺旋导线上形成一个螺旋形状的电流路径，从而产生加强的磁场。
这个磁场会导致电磁波的辐射，使其成为传输无线信号的媒介。
3. 弹簧天线的增益测试弹簧天线的增益是指天线辐射功率与理论全向辐射功率之比。
测试弹簧天线的增益需要使用专业的测试仪器，如天线分析仪。
测试过程中，需要将天线与测试仪器连接并放置在标准测试环境中。
通过将一定频率的信号输入到天线中，测试仪器可以测量到反射系数、辐射系数及TDR响应等参数，从而计算出弹簧天线的增益。
4. 弹簧天线的效率测试弹簧天线的效率是指天线辐射总功率与输入总功率之比。
效率测试涉及测量弹簧天线的辐射损耗和导线损耗。
辐射损耗是指由于辐射而损失的功率，可以通过测量反射系数和相位中心来确定。
导线损耗是指由于电阻而损失的功率，可以通过测量弹簧天线的电阻和电感来计算。
将辐射损耗和导线损耗相加即可得到弹簧天线的效率。
5. 弹簧天线增益与效率的关系弹簧天线的增益和效率是两个相互关联的参数。
增益和效率之间存在着一定的折中关系。
增加天线的增益通常会导致效率的下降，而提高天线的效率则可能会牺牲一部分增益。
这是因为在提高天线的增益时，需要采用更多的辐射元件或优化天线结构，从而增加了天线的辐射损耗；而为了提高天线的效率，需要减小天线的导线损耗，这可能会限制天线的增益。
6. 对弹簧天线增益与效率测试的理解从增益和效率的测试结果可以了解到弹簧天线的性能表现。
天线增益测量
发射天线接入端
216MHz
470MHz
5.1dBm
5.7dBm
700MHz 6.1dBm
测试位置要求
序号 1 2 3 4 5 6
名称 发射天线高度 测试天线高度 两标准天线距离（端口）
支撑架距离 标准接收天线端与支撑架距离 吸波材料边缘与支撑架距离
参数要求 1.5米 1.5米 3米 5.3米 0.95米 1.4米
Pr－接收天线输出功率 PinT－发射天线输入功率
1、接好天线，并将收、发天线最大辐射方向对准 2、记录发射天线的输入功率PinT及接收天线的输出功率Pr 3、根据公式计算天线增益
三天线法
公司的增益测试方法〔两相同天线法〕
各点的功率要求
放大器前输出 -22.5±0.7dBm
174MHz 5.0dBm
本卷须知： 1、收、发天线距离必须满足远场条件 2、尽量防止周围物体的影响 3、收、发天线与设备必须有良好的阻抗匹配，收、发天线之间也要有良好的极化匹配 4、当待测天线与标准天线增益相差较大时〔即孔径相差较大〕，换接天线时应使它们 的相位中心在同一位置上 5、为了防止外来干扰信号，信号源可加调制，接收端可用测试接收机等记录设备
不是，只是方向性系数，必须考虑天线能量转换
如何提高增益？
从无用方向挖掘，增大有用方向的能量辐射
天线增益测量方法： 比较法 两相同天线法 三天线法
比较法测天线增益
比较法实质就是用一个增益的天线作为标准天 线，通过与标准天线的进行比较得到待测天线的增 益。待测天线可作为发射天线，也可作为接收天线。
1、将辅助天线接入发射天线端 2、将标准天线对准辅助天线，使指示器读数最大 3、调节可变衰减器，使指示器指示某一个值A，记下此时可变衰减器的数值N1 4、将待测天线代替标准天线，对准辅助天线，使指示器读数最大 5、调节可变衰减器，使指示器保持数值A，记下此时可变衰减器的数值N2 6、天线增益G＝Gs+N1-N2〔dB) Gs为标准天线增益值
第一章 天线增益测量
天线与电波教学实验指导书实验三 天线增益测量3．1实验内容和目的：用绝对测量法（即测传播损耗的方法）和相对测量法（即比较法）测量喇叭天线的增益，掌握天线增益的一般测量方法。
3．2测量原理1．天线增益的绝对测量根据福里斯公式，当发射功率为P t ，发射天线增益为G t ，接收天线增益为G r ，收发天线相距 R ，则位于远场区的接收天线的最大接收功率为2244⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅=R G G P A RG P P r t t r er tt r πληπ当收发天线完全相同即G t =G r =G 时，接收功率为2244⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅=R G P A R G P P t r er tt r πληπ由此可求出每个天线的增益为G P P R r t =⋅4πλ如用dB 表示，则为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t r P P R dB G lg 10214lg 10)(λπ因此,如果测出收发电平差、工作频率和收发距离，即可通过上式求出被测天线的增益。
2．天线增益的相对测量被测天线增益G 和参考天线增益G 0间存在简单的关系：G=gG 0式中，g 是被测天线相对于参考天线的增益。
因此如果参考天线的增益已知，只要测出g ，即可按上式求出被测天线的增益。
用比较法测天线增益，常用半波对称振子(或折合振子)作线天线的标准增益天线（其增益约为1.64或2.15dB ）；常用按最佳方向性系数设计的标准增益喇叭作面天线的增益标准天线，其增益理论设计值和实际值相当吻合，可按下式估算：)(4lg 102dB Ak D G λπ≈≈式中，A 是喇叭口面面积，k 是口面利用率。
对角锥喇叭天线k 取0.51。
3. 天线增益的综合测量设三个不同天线的增益分别为G G G 010203、、,先用比较法测得1和2对3的相对增益0302203011G G G G G G ==，当G 03已知时，则0320203101G G G G G G ==，，用dB 表示,即)()()()()()(0320203101dB G dB G dB G dB G dB G dB G +=+=， 当G dB 03()未知时，可用上述1项（天线增益的绝对测量）的方法测出G dB G dB 0102()()+，与上两式联立求出G dB 03()。
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（2－10）
根据上式，当收发距离R和工作频率确定后，只需测量得到收、发天线功率比 ，就可求得待测天线增益。当增益用dB表示时，可得
（2－11）
式中，G为被测天线的绝对增益；R为收发天线几何中心之间的距离； 为工作波长； 为接收端待测天线的接收功率电平； 为发射端辅助天线的输入功率电平。
1.
测量线路连接如图2－13所示。
上一章，我们对天线方向图有关概念，以及天线测试场、方向图测试方法进行了介绍。今天，介绍天线的另一个重要参数：增益的测量方法。
2.
天线的增益系数（简称天线增益）是天线的重要指标之一。
上一课，我们对该指标的定义作了简要介绍（提示学员回顾）
“天线增益是指在最大辐射方向上，定向天线的辐射强度与具有相同输人功率的无耗各向同性天线的辐射强度之比，通常以dB值表示。”
由于对待测天线和标准天线而言，地面反射均从主瓣峰值附近进入，因此，地面反射对两者的影响基本上是一样的。将标准天线架在待测天线口径中心附近，且分别对准源天线，记取待测天线和标准天线信号（均取最大值）的读数误差△G，然后由式（2－7）直接算出增益。也可仿照s曲线法把标准天线架在电动升降梯上，然后上下滑动，以此来验证在待测天线口径中心处接收到的信号为最大值。在实际工程应用中，由于待侧天线垂直口径大，源天线信号（考虑地面镜像影响后）在口面上辐射不均匀，因此可能造成增益测试值比真实值低0.1dB～0.3dB的情况，计算中可以加以修正。
1.
三点法测试远场增益的示意图如图2－12所示。将源天线（发射天线）架在塔顶，标准增益天线的位置离源天线较近，且对准源天线时仰角大，以避免主瓣接地。被测天线的增益计算公式如下：
（2－6）
式中：G为待测天线增益（dB）；G标为标准天线增益（dB）；R测为待测天线与源天线之间的斜距（m）；R标为标准天线与源天线之间的斜距（m）；△G为待测天线和标准天线分别对准发射天线时信号分贝数的差值（dB）。
2.2.1
雷达天线绝对增益的测试通常采用比较法，这种方法是将被测天线和已知增益系数的标准天线进行比较而确定其增益。
天线增益系数的测试框图如图2－11所示。图中将标准天线和被测天线当作接收天线，也可以将它们当作发射天线。发射天线与接收天线之间的距离R满足远场测试条件。测试的简要步骤如下：
首先，选择一个中等增益的标准增益天线（该天线的增益已知）作为基准进行增益比较测试。然后，将相同的接收机和馈电线路分别接到待测天线和标准增益天线，并使它们与源天线对准，并分别读取并记录下接收机的读数。最后，通过比较接收机的读数便可求出待测天线的绝对增益。
（7）根据 ，可计算得到被测天线的绝对增益。
（8）需要进行精确测量时，通常重复测三次，然后取算术平均值。
2.2.3
由于相控阵雷达的天线系统中通常含有有源T／R组件，使得相控阵天线本身具有非互易性，因此，相控阵天线的增益测试必须在特定的发射和接收状态下进行测量。
式中： 为接收天线接收到的功率（w）； 为发射天线辐射的功率（w）； 为发射天线增益； 为接收天线增益； 为发射信号波长（m）；R为收发天线距离（m）。在此假定天线的极化是匹配的，主瓣峰值方向与待测天线已对准，并符合远场条件。
双天线法要求收、发天线完全相同，即 = 。根据弗里斯传递公式，在收、发天线增益相同时，可推导得到以下表达式：
2.2.2
在天线增益的实际测量中，当收、发天线完全相同时，通常采用绝对法（包括双天线法、三天线法、镜像法和外推法等）进行测量。最典型的绝对增益测量法是双天线法，它适用于具有两个完全相同的被测天线的场合，比如对标准增益喇叭进行定标时常用双天线法。双天线法的理论依据是弗里斯传递公式，具体公式如下：
（2－9）
采用三点标；②两套接收机和传输线的性能要相同；③测试过程中需要反复控制源天线分别对准待测天线和标准天线。由此可见，三点法的测试效率低、手续繁琐、精度差。
2. S
s曲线法是一种为减少地面反射影响，而将标准天线放在待测天线附近来进行测量的方法。当标准天线放在电动升降梯上，且通过标准天线上下滑动时，在待测天线垂直口径范围内，标准天线信号电平的变化近似为s曲线，取s曲线的平均值作为标准天线信号电平值来计算待测天线增益，可降低或消除地面反射对增益测试的影响。由于是使用同一套接收系统和电缆分别与待测天线和标准增益天线交换连接，所以测量过程中所引入的误差较小。当s曲线起伏不超过3dB时，地面反射引入的增益测试误差是较小的，其计算公式如下：
测试天线增益应满足前面测试天线方向图所需的场地条件，以减小地面和其他地物反射波的影响。天线增益的测试方法总体上可分为远场增益测试、缩距场测试和近场扫描测试等。由于军用雷达的天线通常采用远场增益测试方法，因此，本节重点介绍天线的远场增益测试方法。天线远场增益测试方法通常又细分为比较法和绝对法两种。
需要指出的是，由于相控阵雷达的天线系统中含有有源T／R组件，从而使得相控阵天线本身具有非互易性，对于此类禾线的增益测试则只能在特定的发射和接收状态下进行测量。关于有源相控阵天线的增益测试将在比较法和绝对法之后单独介绍。
（2－7）
式中：G为待测天线增益（dB）；G标为标准天线增益（dB）；△G为待测天线最大值信号大于标准天线信号s曲线平均值的分贝数（dB）。
3.
在反射场法测试中经常使用到最大值法。采用该方法时，待测天线（或标准天线）高度和源天线高度应严格满足以下表达式：
（2－8）
式中： ，为待测天线架设高度； 为源天线架设高度；R为主反射区长度； 为发射信号的波长。
图2－13双天线法测量绝对增益系统连接框图
2.
（1）连接好测试电路，使两个天线精确对准，并使极化取向一致。
（2）调节各调配器使系统阻抗匹配。
（3）测量并记录发射端的辅助天线输入功率电平与接收端的待测天线接收功率电平。
（4）确定相对功率电平 。
（5）根据发射信号的频率可计算得到工作波长 。
（6）精确测量出两个天线几何中心之间的距离R。