天线方向图测试系统操作说明

大连理工大学实验预习报告

姓名：牛玉博班级：电通1202 学号：201201203

实验六天线方向图测试

本系统主要用于线天线E面方向图测试，可动态、实时绘制极坐标和直角坐标系方向图曲线，保存测试数据用于后续分析处理。

系统使用步骤示意如图0.1所示。

图0.1 系统使用步骤示意图

1系统连接

测试系统由发射装置、接收装置和控制器三大部分组成，三部分的连接示意如图1.1所示。连接时注意信号线要根据待测工作频率接至对应端子，并将接收装置方向调整到正确姿态。

图1.1 系统连接示意图

发射装置包含400MHz 和900MHz 两个频点的发射电路和天线，如图1.2所示。接收装置包含400MHz 和900MHz 两个频点的接收电路和天线，并具有天线旋转机构，如图1.3所示。控制器利用触摸屏完成所有测试操作和方向图曲线的实时绘制，如图1.4所示。

图1.2 发射装置 图1.3 接收装置 此处少一图（图1.4 测试控制器）、待发。

2 控制器操作

2.1 打开控制器电源，等待系统启动，进入提示界面，如图2.1所示。 发射装置 接收装置

控制器

电机线

信号线

图2.1 方向图测试系统提示界面

2.2点击界面任意位置，进入“实测方向图”界面，如图2.2所示。

图2.2 实测方向图界面

2.3点击图2.2中的“频率选择”按钮，选择与硬件链接对应的工作频率。

2.4点击“天线长度”数字框，输入实际天线长度（单位为毫米），并按“确

定”确认，如图2.3所示。

图2.3 天线长度输入界面

2.5点击“机械回零”按钮，接收天线旋转，当到达机械零点基准点时，自

动停止旋转，如图2.4所示。注意：机械回零完成之前不要做其它操作！

图2.4 机械归零界面

2.6点击“归一化”按钮，接收天线旋转，搜索信号最大值，并提示“归一

化进行中”。当到天线旋转一周时，搜索结束，如图2.5所示。注意：归

一化完成之前不要做其它操作！

图2.5 归一化界面

2.7当图2.5中“归一化控制”区提示归一化完成时，点击“启动”按钮，

天线旋转，测试开始。注意：天线旋转一周之前不要做其它操作！任何时刻按动“停止”按钮，测试都将立即结束。

如果在未进行归一化情况下点击“启动”按钮，测出现如图2.6所示提示。此时点击“归一化”按钮，进入归一化过程，提示自动消失。

图2.6 归一化提示界面

2.8测试正常结束后，存盘状态提示“保存数据”，此时点击“数据保存”按

钮，如图2.7所示，待存盘状态提示“存盘成功”时可进行后续操作，

如果状态显示“存盘失败则需重新进行测试。保存数据前可点击文件名

显示区修改数据文件名，如图2.8所示，再进行数据存盘操作。

此处少一图（图2.7 数据保存界面）

图2.8 文件名修改界面

2.9点击“模拟计算”进入方向图理论计算界面，如图2.9所示。在此界面

中，只需进行归一化、计算启动、文件名修改和数据保存等操作。

图2.9 理论计算方向图界面

2.10当显示调整区指示“未归一化”时，点击“归一化”按钮，成功后显示

“已归一化”，如图2.10所示。

图2.10 归一化成功界面

2.11归一化成功后点击“启动”按钮，开始方向图理论计算和曲线绘制，数

据保存区显示“计算中”，如图2.11所示。计算结束时自动停止，数据保存区显示“保存数据”，等待数据存盘，如图2.12所示。

图2.11 归一化成功界面

图2.12 计算结束界面

2.12数据保存前若要修改数据文件名，点击文件名显示区，输入新的文件名

并点击“确定”按钮确认，如图2.13所示。

图2.13 修改文件名界面

3数据处理与分析

数据处理与分析是在测试之后离线进行的。

本系统的测试数据以Excel文件形式保存，保存的方向图数据包括：工作频率、天线长度、旋转角度和信号强度等。根据旋转角度和信号强度经过坐标变换作出极坐标系的场强和功率方向图，并标注出方向图主瓣位置及3dB（半功率）波瓣宽度。方向图数据实例如图3.1所示。

由于本系统无实际方位指示功能，天线测试时的零点方位是随意的，所以理论计算与实际测试的最大方向存在偏差，需要在数据处理时进行调整。

（a）场强方向图（b）功率方向图

（c）理论方向图

图3.1 方向图数据处理实例

（工作频率＝433MHz、天线长度＝1150mm ）