天线近场测量报告
天线_RCS近场测量系统的研究
天线/RCS 近场测量系统的研究a张士选,郑会利,尚军平(西安电子科技大学,710071)摘要:给出了由HP 8530B 组成的天线/RCS 近场测量系统的有关技术指标。
利用该系统对典型天线进行了分析测量。
结果表明,所研制的近场系统可提供各种天线的精确测量结果。
关键词:近场测量;天线;采样;收发系统;精度中图分类号:T N957.2 文献标识码:B文章编号:1005-0388(1999)01-0092-5Study on Antenna /RCS Near Field Test SystemZHANG Shi -xuan ,ZHENG Hui -li ,SHANG Jun -ping(Xidian University,Xian 710071Chian)Abstract :Antenna/RCS near field test system w ith HP8530B m icrow ave rceiv-er is intro duced in this paper.Som e pr oblem in the desig ning and realizing the sy s-tem are analy sised.The technolo gical index of the sy stem is g iven.So me ty piced an-tenna are tested w ith this sysem .It is concluded that the accurate testing results of various antenna can be prov ided with this system .Key words :Near field test;Antenna ;Sam ple;T ransmitter and receiver sy s-tem Accuracy1 引言天线近场测试技术越来越受到人们的重视。
天线性能测试报告
基站天线性能综合评估报告（XX分公司网络优化中心）XX分公司为了改善弱覆盖、提高用户满意度，解决网络中的隐形问题，同时借鉴发达省份的成功经验，历时两个多月的时间，选择了使用不同年限、品牌的天线进行综合性能测试。
通过对三阶互调、使用年限、前后比和第一上旁瓣抑制性等指标综合分析，借助更换对比，DT测试、话务KPI综合分析，为网络优化中天线故障排查、是否需要更换和更换标准、以及更换后达到的效果提供了参考依据。
1.本次测试选取的场景、天线、基站数量如下：场景天线数量/根基站数量1.农村弱覆盖投诉1832.高速公路带状覆盖4883.市区干扰点掉话2794.库房新天线抽查10／2.天线性能测试本次采用德国Rosenberger 三阶互调测试仪和扫频仪对天线性能进行测试，同时结合话务统计指标、DT测试数据进行综合分析，最后得出结论。
2.1 天线性能测试结果本次主要对天线自身的主要参数指标：三阶互调（IM）、驻波比（VSWR）、前后比、第一上旁瓣抑制进行测试。
22.1.1 三阶互调合格率参数说明：三阶互调是反映天线综合性能的重要指标，该指标从一定程度上反映了天线的优劣。
目前国标要求≤-107dbm。
本次判定合格的标准如下：三级互调测试标准(dbm)等级大于‐90大于‐107且小于等于‐90小于等于‐107评测不合格可用优良说明：通过本次对天线综合性能的测试，发现较多天线三阶互调不合格（本次测试把IM≤-90dbm的均视为合格,远低于国标要求），这和目前集成度越来越高的基站系统难以匹配。
3.网络KPI指标综合分析本次网络KPI指标的分析是建立在：老天线→集采新天线→KATHREIN高性能天线，分别提取相同时段的话务统计数据，进行多次分析基础之上的。
3.1KPI指标柱状图分析结果说明：天线的三阶互调好坏直接会影响到网络的上行干扰即误码率。
说明：从以上网络KPI指标的改善情况可以看出，由于天线性能的提高，给网络质量带来相对明显的改善，建议长期观察。
天线测试报告
41490
十、 测试总结 1、测试结果为只有TDD-LTE B38 测试数据符合标准，而TDD-LTE B40 、FDD-LTE B1、WCDMA2100 这些频段测试功率达标，而灵敏度偏低很 多。
2、GSM900/1800，CDMA800/2000和 WCDMA900传导和耦合测试都连 不上仪器需要从主版上确认是否有这些频段。
2936 3012
3088
七、 天线耦合测试数据二
测试内容
POWER MAX SEN MAX TRP TIS
测试内容
POWER MAX SEN MAX TRP TIS
10054
TD-A 10087 10121
9404
CDMA800
1013 284
777
25
TD-F
9500
9596
CDMA2000
600 1175
八、 天线耦合测试数据三
测试内容
POWER MAX SEN MAX TRP TIS
FDD-LTE B1
18100 22.52 -83.94 19.83 -81.23
18300 22.1 -85.66 19.78 -81.15
18500 22.73 -86.54 19.81 -83.56
19300
FDD-LTE B3
19575
19850
九、 天线耦合测试数据四
测试内容
POWER MAX SEN MAX TRP TIS
测试内容
POWER MAX SEN MAX TRP TIS
TDD-LTE B38
37850 38000 38150 25.28 24.46 23.14 -102.06 -100.81 -99.26 22.10 21.36 20.01 -98.74 -97.47 -95.56
天线近场测试原理
天线近场测试是一种用来测试天线性能的方法，它可以在不远离天线的距离范围内进行测试，而不需要使用远场测试的大型测试距离。
其基本原理如下：
近场测试通常在天线距离测试点的距离范围内进行，一般在天线直径的2-3倍距离内。
这样可以使测试过程中电磁场的变化足够缓慢，可以认为电磁场是静态的，从而方便进行测试和分析。
在测试过程中，使用测试天线和信号源，将电磁波信号输送到待测天线中，观察待测天线输出的电信号强度和相位等特性，并将这些信息传递给测试设备进行分析。
通过在不同位置进行测试，可以获取天线在不同方向的辐射图。
这些数据可以用于优化天线设计和调整其性能。
总之，天线近场测试是一种简便、高效、准确的测试方法，可以在相对较小的空间范围内进行测试，并获得有关天线性能的详细信息。
近场天线测量作业
一. 利用一维驻相法推导天线的远场方向函数与柱面波谱()nah ，()n b h 的关系式。
22Λk h ρr sin θz r cos θˆr ˆsin θ0cos θρˆˆθcos θ0sin θφˆˆφ010z =-==⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪=- ⎪ ⎪⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()1j π22nj Λρ4n 2H Λρj e e πΛρ-⎛⎫= ⎪⎝⎭()()1j π22nj Λρ4n 2H Λρj e e πΛρ--⎛⎫'= ⎪⎝⎭()()()()()n 422jn φjhz n,h n n j ˆˆM r H ΛρρH Λφe e ρ-⎡⎤'=-⎢⎥⎣⎦()()()()()()()()24222jn φjhz n,h n n n jh nh ΛˆˆˆN r ΛH ΛρρH ΛρΛφH Λρz e e k k ρk -⎡⎤'=-++⎢⎥⎣⎦()()()()()()44n,h n,h n n n E a h M r b h N r dh ∞+∞-∞=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦∑⎰()()()()()()44n,h n,h n n n k H a h N r b h M r dh j ωμ∞+∞-∞=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦-∑⎰先计算()()()()()()()()()4n,h n n 22jn φjhz n n n 11j πj π22n j Λρn j Λρjn φjhz 44n 1j πj π2njn φ44n a h M r dhj ˆˆa h H ΛρρH Λφe e dh ρjn 22ˆˆa h j e e ρj e e Λφe e dh ρπΛρπΛρ2jn ˆˆa h j e e ρe ΛφπΛρρ+∞-∞+∞--∞+∞-----∞+∞--∞⎡⎤'=-⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=-⎢ ⎪⎝⎭⎣⎦⎰⎰⎰⎰())j Λρjhz 1j πj π2jr θh cos θnjn φ44n e e dh 2jn ˆˆa h j e e ρe Λφe dhπΛρρ--+∞--+-∞⎥⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎰()()()()()()()00πj rg h sgn g h 40002h e g h θh cos θg h 0h k cos θ1g h k sin θ⎡⎤''-+⎢⎥⎣⎦=⎛⎫⎪=+ ⎪'=⇒= ⎪ ⎪⎪''=- ⎪⎝⎭()()()πππn j j n jn φjrk 444n πn j n jn φjrk 2n 2n jn φjrk n 2j ˆˆa k cos θj e e ρe k sin θφe e r r sin θ2j ˆˆa k cos θj e e ρk sin θφe r r sin θ1r 0r 2k sin θˆa k cos θj e e φr----⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦⎛⎫→∞⇒→ ⎪⎝⎭=-再计算()()()()()()()()()()()()4n,h n 2222jn φjhz n n n n 1j πj πj π22njn φj Λρjhz444n n jn φn b h N r dhjh nh Λˆˆˆb h ΛH ΛρρH ΛρΛφH Λρz e e dh k k ρk 2jh nh Λˆˆˆb h j e Λe ρe Λφe z e e dh πΛρk k ρk 2jk cos θnk cos θˆb k cos θj e k sin θρr k k +∞-∞+∞--∞+∞----∞⎡⎤'=-++⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦=-+⎰⎰⎰()()()()()22jrk 2n jn φ2jrkn n jn φ2jrkn n jn φn k sin θˆˆj Λφj z e r sin θk 1r 0r 2ˆˆb k cos θj e jk cos θsin θρjk sin θz e r2ˆˆˆˆb k cos θj e jk cos θsin θsin θrcos θθjk sin θcos θr sin θθe r2ˆb k cos θj e jk cos θsin θsin θrc r---⎡⎤+⎢⎥⎣⎦⎛⎫→∞⇒→ ⎪⎝⎭⎡⎤=-+⎣⎦⎡⎤=-++-⎣⎦=-+()()()2jrkn jn φjrk n ˆˆˆos θθjk sin θcos θr sin θθe 2k sin θˆj b k cos θj e e θr--⎡⎤+-⎣⎦=-所以()()()()()()44n,h n,h n n n E a h M r b h N r dh ∞+∞-∞=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦∑⎰()()()()()()()()()()()()()()()44n,h n,h n n n 44n,h n,h n n n n jn φjrk n jn φjrk n n n jrk n jn φn E a h M r b h N r dh a h M r dh b h N r dh 2k sin θ2k sin θˆˆa k cos θj e e φj b k cos θj e e θr r 2k sin θˆe j e a k cos θr ∞+∞-∞=-∞∞+∞+∞-∞-∞=-∞∞--=-∞-⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦=-∑⎰∑⎰⎰∑()()()n n ˆφjb k cos θθr ∞=-∞+→∞∑ 同理可得：()()()()()()()()()()()()()()44n,h n,h n n n 44n,h n,h n n n n jn φjrk n jn φjrk n n n 2k H a h N r b h M r dh j ωμk a h N r dh b h M r dh j ωμk 2k sin θ2k sin θˆˆj a k cos θj e e θb k cos θj e e φj ωμr r 2k sin θe r ωμ∞+∞-∞=-∞∞+∞+∞-∞-∞=-∞∞--=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦-⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦-⎡⎤=--⎢⎥-⎣⎦=-∑⎰∑⎰⎰∑()()()()jrk n jn φn nn ˆˆj e ja k cos θθb k cos θφr ∞-=-∞+→∞∑二．分别采用直接求和与快速Fourier 变换（FFT ）两种方法计算出)(ωF ，并与理论计算结果比较，并比较两种方法所用时间。
504所天线近场测量实验室（二）
504所天线近场测量实验室（⼆）
504所天线近场测量实验室（⼆）
作者：村清杰;钟鹰
作者机构：西安空间⽆线电技术研究所,西安;西安空间⽆线电技术研究所,西安来源：空间电⼦技术
年：2000
卷：000
期：003
页码：35-40
页数：6
中图分类：TN820
正⽂语种：CHI
关键词：天线;近场测量;校准;软件;扫描探头
摘要：简要叙述了５０４所天线近场测量系统的组成，主要对近场平⾯扫描架的机械结构性能以及如何对扫描架的安装校准作了较详细的介绍，列出了各个轴的校准数据和最终的校准结果，同时也列出了扫描探头的型号、尺⼨，对ＯＲＢＩＴ公司天线测量软件ＡＬ－２０００也作了简要介绍。
天线测量报告
天线测量报告1、 简介天线参量是描述天线特征的量，可用实验的方法测定。
天线参量的测量（简称为天线测量）是设计天线和调整天线的重要手段。
因为天线的特征是多方面的，所以一个天线有很多个参量。
在这些参量中，大多数情况下要着重测量的是方向图、输入阻抗和增益。
超宽带 (UWB) 是一项快速发展的技术，它用于传输大带宽 (>500 MHz) 范围内的信息，以便进行短距离、宽带宽通信。
通过使用近期由管理机构批准的极低的发射电平，UWB技术作为个人局域网 (PAN) 连通性 (例如无线 USB) 所使用的核心技术正在引起人们的关注。
近来，用于PAN应用的商用器件正逐渐应用到小于10.6 GHz的频率范围。
对于商用天线 (例如 WLAN) 或那些在蜂窝系统中使用的天线来说，矢量网络分析仪 (VNA)的射频型号 (例如E5071C ENA (4.5 GHz/8.5 GHz) 和E5061/62A ENA-L (1.5 GHz/3 GHz) 网络分析仪)已广泛应用于设计流程和生产线上，以测量回波损耗或VSWR。
然而，由于UWB系统使用更宽的频率范围，UWB天线测量需要在生产线上使用更高频率的VNA。
本文讨论了使用20 GHz ENA网络分析仪进行UWB天线测量的优势，并给出了使用ENA选通功能的测量实例。
2、 二、测量注意事项1、20 GHz ENA可最大程度地降低测试成本在2008年8月，安捷伦推出了一款频率高达20GHz的ENA。
秉承该系列产品的优良传统，20 GHz ENA在同类产品中具有出色的性能和测量速度， 可最大程度地降低测试成本。
例如， ENA在所有频率范围内的迹线噪声仅为传统VNA (例如8719或8720 (10 MHz至20 GHz，51 pts，IFBW 1 kHz) 的十分之一，而测量速度却是传统VNA的十倍。
2、快速利用您当前的ENA程序20 GHz ENA提供与当前ENA (4.5 GHz/8.5 GHz选件)一样的用户界面和编程命令，有效地保护您的软件投资。
南京移动天线实测报告
南京基站天线性能指标测试评估报告南京分公司网络部前期南京公司选择了使用年限不同的十一根天线进行简单测评，通过对使用年限、驻波和远场辐射情况的分析，发现南京现网天线存在的一些问题，尤其随着使用年限的增长，大部分老、旧天线的性能指标都出现了明显的下降。
目前南京现网使用的天线在各项性能指标上都未能完全达到标称值，其中最严重的问题为覆盖情况严重异常，如主覆盖方向偏差过大，前后比不足等；以及驻波特性异常等问题。
这些问题都将严重的影响基站的正常覆盖。
1、测试天线基本情况本次南京公司共测试了天线11根，其中安德鲁的3根天线为900/1800双频天线，基本涵盖了南京目前使用的各种天线型号。
存在问题天线品牌 天线型号 使用年限前后比不达标主瓣方向误差极化方向辐射强度误差过大不同极化方向主瓣方向角度误差过大驻波比不达标Kathrein 739630 3年√Kathrein 738819 5年以上√ √亚信 XY900X65－18D 3年√ √ 亚信 XY900X65－18T 2年√ √ 亚信 XY900X65－15.5D 2年√ √ √ √ 亚信 XY900X65－15.5T 3年√ √ √ √ 亚信 XY900X65－15.5T 1年√ √安德鲁 DBXLH－6565A-VT（双频）5年以上√ √ √ √ √ 安德鲁 DBXLH－6565A-VT（双频）4年√ √ √ √ √ 安德鲁 DBXLH－6566A-VT（双频）3年√ √ 京信 ODP－65R15DG 3个月√2、主要问题目前南京公司测试的天线问题较多，主要有：a) 前后比不满足要求，测试的11根天线前后比全部不满足>-30dB 的要求，不达标率达到100％。
最严重的一支天线为亚信XY900X65－18D （使用3年），其前后比不足20dB （0.910GHz ）。
图1 亚信XY900X65－18D （使用1年）对该天线的现场覆盖情况进行测试（手机锁频在殷巷小区2扇区，处于空闲状态下，天线方向角为90度），得到以下覆盖图：图2 亚信XY900X65－18D 现场覆盖情况（使用3年）现场覆盖情况测试中我们可以看到使用该天线的小区背瓣方向电平明显过强，与主瓣方向等距离区域电平强度相仿。
平面近场天线测量误差分析
多次耦合的影响; 给出了有探头补偿时由近场数据确定天线远场方向图的计算公式和 OEWG 探头的 E 面和 H 面方向图。通过
与理论结果比较, 得出了上述 5 项误差源产生的误差及其范围, 即测量天线方向图副瓣的不确定度大小。该研究为近场天线测
量技术的误差分析和补偿提供了一定的理论依据。
关键词: 天线测量；误差分析；平面近场测量；探头补偿
Keywords: antenna measurements; errors analysis; plane near-field measurements; probe-compensated
1引言
天线测量技术是天线研制的关键技术之一。随 着国防、航空、航天、通信技术等迅速发展, 对天线 的精度和性能指标的要求越来越高, 常规的远场测 试手段无法满足现代天线测试的要求。近场测量由 于高精度、全天候工作和保密的特点, 成为近年来国 内外普遍采用的现代测试技术。
平面近场天线测量误差分析
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图2 扫描面14λ×16λ Fig. 2 Scanning Plane 14λ×16λ
图3 扫描面26λ×28λ Fig. 3 Scanning Plane 26λ×28λ 结果之间的误差随扫描面的增大而减小, 但对于每 一个扫描面而言都存在相应的可信域, 在可信域内 的误差很小, 可信域外误差变化很大。 实际平面近场扫描中, 增加采样面必然导致数 据量太大, 不适合计算机实时数据处理; 另一方面, 过大的采样面有时是不必要的, 而且还可能带来负 面的影响。如果采样面边缘信号电平太低被噪声湮 没时, 测量到的信号就不是我们想要得到的数据了。 所以在某些情况下, 采样面的截断是有必要的。为保 证测试精度, 所选择的扫描面大小应保证截断电平 足够低, 一般在−40 dB 以下。 3.2 扫描面位置误差 平面近场扫描测量中, 理想情况下, 探头在扫 描面网格上均匀移动, 扫描的轨迹线是完全垂直和
测量天线实践报告
测量天线实践报告姓名：------班级：------学号：------一、实践准备从网上查询有关天线的资料如下：1)天线简介天线（英语：antenna）是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
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。
2)天线分类1、按工作性质可分为发射天线和接收天线。
2、按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。
3、按方向性可分为全向天线和定向天线等。
4、按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等。
5、按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。
描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频宽。
6、按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线：由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。
单极和双极天线是两种最基本的一维天线。
二维天线：变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片）、喇叭状、碟状。
3)天线参数1．谐振频率天线一般在某一频率调谐，并在此谐振频率为中心的一段频带上有效。
2．增益“增益”指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。
如果参考天线是全向天线，增益的单位为dBi。
3．带宽天线的带宽是指它有效工作的频率范围，通常以其谐振频率为中心。
4．阻抗“阻抗”类似于光学中的折射率。
电波穿行于天线系统不同部分（电台、馈线、天线、自由空间）是会遇到阻抗差异。
天线近场测量
天线近场测量--(**，北京100191)摘要本文介绍了天线测量的发展历程，对近场扫描系统的组成、三种测量方案以及各方案的实施做了系统的叙述。
最后，集中分析了这三种近场扫描测量方法的适用情况，以根据实际适当选择。
关键词天线测量，平面近场测量，圆柱面近场测量，球面近场测量Near-Field Antenna Measurements**(**, Beijing 100191)Abstract:This paper introduced the development of antenna measuring technologies, the consistent of near field measuring system and practices of three measuring were discussed as well. At last, the best situated method of some type of antenna were analyzed in detail to choose them conveniently.Keywords: Antenna measurements; PNF;CNF;SNF1 引言天线特性参数的测量有多种方法，目前，主要的方法包括三大类：天线的远场测量、天线的紧缩场测量、天线的近场测量。
其中，因天线特性主要是定义在天线的远场区故远场测量更为直接准确，而紧缩场测量天线主要是拉近远场所需远场条件：22d Dλ≥，其通常采用一个抛物面金属反射板，将馈源发送的球面波经反射面反射形成平面波，在一定远距离处形成一个良好的静区。
将天线安置在静区内，测量天线的远场特性，其类似于远场测量，只是缩短测量距离，便于在理想远场环境（暗室）下进行测量。
比较而言，天线近场测量技术应用更为广泛，其对设备要求低，不需要造价昂贵的暗室环境，也不需要远场测量下，对射频系统的较高的要求。
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。
天线近场测量的综述
天线近场测量的综述内部☆天线近场测量的综述An OutIine of Near Field Antenna Measurement一引言天线工程一问世．天线测量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否。
随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法。
然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用。
为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用了离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场测量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前。
四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进入了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据；与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进入了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段。
二、近场测量技术发展的过程近场测量的技术研究从五十年代发展至今，其研究方向大致经历四个阶段，如表1所示。
表1 近场测量技术所经历的时间各个时期的研究内容可概述为以下几个方面1．理论研究在Barrett等人的实验之后，Richnlond等人用空气和介质填充的开口波导分别测量了微波天线的近场，并把由近场测量所计算得到的方向图与直接远场法测得的结果相比较，其方向图在主瓣和第一副瓣吻合较好，远副瓣和远场法相差较大。
于是人们就分析其原因，最终归结为探头是非理想起点源所致，因此，出现了各种方法的探头修正理论。
直到1963年Karns等人提出了平面波分析理论才从理论上严格地解决了非点源探头修正的问题。
天线测量第一章报告
设孔径场 E s 常数
x s2 y s2 sexp( jk 2r ds E 1 s
辐射近场区测量天线的误差分析
矩形孔径相对误差 2 2 D2 / 2 xs ys 1 D1 / 2 E 1 exp jk dxs exp jk dys D2 / 2 D1D2 D1 / 2 2r 2r
矩形孔径沿x方向的边长
增益系数G圆形孔径相对误差
kD 2 sin 8r E 1 2 kD 2 8r
2
圆孔径的直径
辐射近场区测量天线的误差分析
E
100 50 方孔径 圆孔径
G
100 50 圆孔径 方孔径
10.0 5.0
孔径窄边的长度
10.0
D / D 0.8
天线周围的场区分布
• 感应场区是指非常靠近天线的 区域。 • 感应场区里，占优势的是感应 场，其电场和磁场的时间相位 相差90度，波印亭矢量为纯虚 数，因此不辐射功率，电场能 量和磁场能量相互交替地贮存 于天线附近的空间内。 • 图所示电尺寸小的偶极天线， 其感应场区的外边界是λ/2π。 这里，λ是工作波长。感应场随 离开天线的距离的增加而极快 衰减，超过感应场区后，就是 辐射场占优势的辐射场区了.
增益相对误差 E 与 D / 2r 的关系
D ' 孔径窄边的长度 D 孔径宽边的长度
发射和接收天线的互易性
天线1 天线2
天线1 天线2
指示器
U1
I 21
I12
U2
源
观察圆
U1 U 2 I 1 2 I 21
一副天线的方向特性与它作接收 或作发射的工作方式是无关的
缩尺模型技术
定义
缩尺模型技术是指在满足一定前提条件下，将真实天线按一 天线按一定的缩尺比例缩小（或放大）成便于测试 定的缩尺比例缩小（或放大）成便于测试的模型天线，通过 的模型天线，通过对模型天线的测量，便可得到真 对模型天线的测量，便可得到真实天线的各参数特性，然后 实天线的各参数特性，然后，再据此制作出实际使 ，再据此制作出实际使用的真实全尺寸天线。
平面近场天线测量系统性能评估
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲＭ ＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ Ｃ０Ｍ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ １ ０ＮＳ
２ ０１ ３
（ Ｓ ｕ ｍ ． Ｎ ｏ １ ２ ４ ）
平面近场天线测量系统 性能评估
赵 军 民
（ 西北电子设备研究所 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
建立系统 。
对于平面 近场 来说， 误差 的主要来源来 自四个方面 ： 探头
误差、 机械扫描定位误差 、 测 量 系 统 误 差 和 测 量 环 境 误 差 。而
在介绍误差之前， 我们先对误差进行表述 ， 误差 电平 的表述可 以通过两个方法 ， 如下式 ：
２ 平面 近场天 线测 量 系统 的组成
机。
４ 结语
本文从充 电模型分析入手 ，介绍 了充 电过程 中各物理量 的意义和影 响。为 实现快速充 电做好 了理论基础 ，并理清 了
改善 点和 困难 点： 为了改善恒流， 减小线损 、 板级走线阻抗、 降
低 Ｍｏ ｓ 管阻抗 、 电池充 电线路 阻抗和 降低充 电器输 出电压下 限， 均为有效措施 ； 由低 电压规格 的电池 改用 高电压 规格 的电
对于一套精密 的天线测量系统来说 ，系统会有 以下几部
分组成 ：
幅 度 误 差 （ ｄ Ｂ ） ： ２ ０ ・ ｌ ｏ ｇ ｌ Ｉ
— ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． Ｌ
（ １ ）机械扫描架和机械控制部分 。这部分 的主要功能是 能够通过机械式 的运动从而实现对 空间平面 电磁信号 的扫描。 衡量机械 部分性 能的主要为其扫 描形成 的空 间方面平面度 ，
在本文的分析中， 理 想 充 电器 的 电流 可 到 无 穷 大 ， 但 所 能
天线极化特性的近场测量技术
天线极化特性的近场测量技术陈旭;黄文涛;罗林【摘要】针对天线极化特性如何在近场测量系统进行测试的问题,文中从实际工程应用出发,结合电磁场理论,基于椭圆极化波的分解理论,提出了利用线极化探头测量椭圆极化天线特性参数的方法.通过线极化探头进行两次正交的测量即可得到圆极化天线的方向图、轴比、倾角、增益等特性信息,也得到了线极化天线的交叉极化特性.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)006【总页数】4页(P126-129)【关键词】椭圆极化;近场测量;远场方向图;轴比;倾角;增益;交叉极化【作者】陈旭;黄文涛;罗林【作者单位】中国电子科技集团公司第38研究所微波系统研究部,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所微波系统研究部,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所微波系统研究部,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN821+.1随着卫星通信、遥控遥测技术的发展、雷达应用范围的扩大以及对高速目标在各种极化方式和气候条件下跟踪测量的需要，单一极化方式已难以满足要求，多极化天线的应用就显得十分重要［1－2］。
研制高性能天线离不开先进的测试、校准技术，天线测试不仅是最终天线性能指标参数获取的一种手段，且随着高性能测试仪表的出现，以及新的测试方法理论的发展，设计人员可通过天线测量获得更多有价值的信息。
这些信息在产品研制过程中对于天线的优化设计，缩短研制周期起到越来越大的作用。
天线近场测试是诊断、调试和测量天线性能的一种主要测试技术。
如何通过近场测量得到圆极化天线的方向图、轴比、倾角、增益等特性信息，或者得到线极化天线的交叉极化特性是需要考虑的问题［3－10］。
1 天线极化特性的近场测量在近场测量中，采样探头一般选择开口矩形波导，因为该探头形式简单、远场方向图的波束宽度较宽，且可通过理论计算得到较为精确的远场方向图以便进行探头补偿、具有较好的线极化纯度、频带内驻波小等优点。
基于微波暗室的天线的近远场测量及应用研究讲解
图2-3天线特性测量子程序主界面
图2-4绘图显示窗口
三
微波暗室的回波损耗是衡量微波暗室吸收特性的一个重要指标,因此对微波暗室的回波损耗的检测是检验微波暗室性能优劣的一个重要方面。
本系统的测控软件由三部分组成，分别是主监控程序、天线测量子程序、雷达目标特性测量子程序。软件系统主要完成测量触发信号的产生、数据采集和数据处理任务，是整个测量系统的重要组成部分。主系统管理软件用来调整、管理和从采样接收器采集的时域原始数据。本程序主要包含两类窗口：DPMS控制程序主窗口和参数管理窗口。信号图形窗口实时显示时域采样接收信号，用于直观监视测量进程，确保测量的正常进行。参数管理窗口包括扫描控制窗口、显示设置窗口、校准窗口、稳相窗口、采集窗口和主控面板等，通过点击对应的菜单或工具条命令，进行相关参量的设置。
该系统的反射器包括一套校准仪器和自动聚焦系统；频带范围是50MHz～37．5GHz，静区尺寸为2．5X2．5m*。PC接口采用IEEE-488或其它GPIB协议标准。发射与接收辐射器分为五个频段。发射机的主要部件是窄脉冲发生器，它可以产生频谱很宽的ps(皮秒)级超短脉冲。超宽带采样接收机的作用是接收被测目标返回的信号并进行高速采样，把回波信息数字化以供PC处理，其采样过程与普通高速采样示波器工作过程基本一致。PC及配套软件控制整个系统的同步以及目标和天线平台的转动、平移，同时完成数据处理和显示任务。超宽带时域紧缩场原理框图如图2-2所示。系统工作流程为：计算机程控转台和接收机，设置转台并形成同步脉冲给发射机。后者通过馈源发射短脉冲到反射器；同时，稳相接收天线接收到探测信号进入取样头的第二端口，校直反射器把球面波转换为平
二微波暗室设计原理的研究与应用
微波暗室是进行天线参数测试及电磁波辐射、散射特性测试的理想场所。随着以信息技术为代表的高新技术的迅猛发展和广泛应用，无论是军事还是民用领域都出现了对电磁测试的巨大需求，雷达、通信设备的天线参数和导弹及各种飞行目标电磁散射特性等，除了理论分析计算之外，更多的要依赖于实测数据进行验证和完善。
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总 结——近场测量技术
总的来说，平面近场技术是测量超低副瓣天线等一系列高性能天线 最为理想的测试手段。针对面近场测量所产生的误差进行分析，提出相 应的补偿措施。因此，平面近场测量误差分析与补偿技术是平面近场技 术测量超低副瓣天线能否实现的关键技术，其研究具有十分重要的实用 价值.对平面近场测量而言，其主要误差源有18项，这些误差源大致分为 四类，即探头误差、测试仪表误差、环境误差以及计算误差。这些误差 源所产生的误差对大多数常规天线测量的影响几乎可以忽略不记，但对 超低副瓣天线等一系列高性能天线的测量，这些误差源所产生的误差几 乎每项都必须予以补偿或修正。这些补偿与修正也不断促进着近场扫描 法的推广及应用。 由于近场扫描法中近场——远场变换理论中，需要近场的幅度和相 位信息，而场的相位信息是难以测量，最近国内外又提出 ，只需测量记录近场扫描面的幅度分布，直接获取场的相位信息， 进而完成天线的远场特性的测量。 随着科技不断进步，天线近场测量将逐步成为天线测量最实效、便 捷、精准的测量技术。
天线近场测量
学号：**
姓名：**
报告框架
• 天线测量的主要方法
• 近场扫描法 • 天线近场扫描系统组成 • 平面扫描法 • 柱面扫描法 • 球面扫描法 • 天线近场扫描法总结
• 天线近场测量技术总结
• 致谢
01 天线远场测量技术
天 线 测 量 主 要 方 法
02 紧缩场测量技术
原理：在电磁环境与外界隔离的暗室中，将待测天线做为馈源，发送球面波，再经 高精度抛物面金属板的反射面反射，而在一定远距离处会形成近似平面波区域（静 区）。将扫描探头放臵在静区内，可直接测量待测天线远场得到其远场特性。 优缺点：理想远场环境（暗室）下进行测量，能很好的模拟和控制各种电磁环境。 但是，暗室造价昂贵，一般情况下不会专门采用，对各机械系统的精度要求非常。
03
原理：探头在天线辐射近场区域内采集天线近场区域辐射场的数据，再经近场—— 远场变换理论，由计算机处理得到天线的远场特性。 优缺点：不受远场测试中的距离效应和外界环境的影响，具有测试精度高、安全保 密、可以全天候工作等一系列优点，而且通过合适的软件及成熟的校准理论，有效 的补偿各种测量误差，其测量精度甚至可优于远场测量，也是当前高性能天线测量 的主要方法之一。但是，近场——远场变换理论要求同时已知近场幅度和相位信息， 而近场扫描技术中相位信息测量难度较大，对机械系统，测量间距，取样点数，滤 波等需要计算机仿真优化，以尽可能的减小测量误差。
图3 球面扫描示意图
总 结——近场扫描法
PNF
PNF方法对高度定 向天线效果最好。 其可用于定向天线 的增益测量，但其 对覆盖的方向图区 域的限制对直接测 量会带来困难。
CNF
对测量扇形束型天 线最有用，如手机 的基站天线，其辐 射方向图大部分限 制在小范围的高度 上。
SNF
SNF方法中，测量 面的截断是非必要 的，因而，其用于 精确的确定任何类 型天线远处的旁瓣。 因为可覆盖宽泛的 角度范围大，其专 门用于测量近各向 同性天线，如移动 电话、手机的天线， 以及测量天线的定 向性。
平面扫描法（PNF）
原理： 矩形扫描是一种常用的PNF技术，如图1 所示，扫描的数据是在网格上特定的x，y点 处收集得到。探头放臵在沿y轴的直线滑轨上。 y轴滑轨安放在沿x轴向的第二个滑轨上。 适用类型： 适合于像碟状或相位阵列这样的高度定 向天线，这类天线几乎所有的接收和发射的 能量都会通过平面扫描区域。 扫描区域： 最简单的是将某扫描区域边缘之外的数 据设臵为零，并观察计算出的远场变化大小。 当远场变化比较明显时，说明扫描区域内测 得的数据量过少，应适当的增加扫描点数， 从而保证经变化得到的远场近似于待测天线 的远场。减小由边界截断带来的测量误差。
近场扫描法
原理： 近场扫描法是用一个特性已知的探头，在离开待测天线几个波长（近场区）
的某一表面进行扫描，测量天线在该表面各离散点上辐射场的幅度和相位分布，
然后基于严格的模式展开理论，确定天线的近场特性。最后，经近场-远场变换 理论，由计算机编程进行变换以及误差校准处理，近似得到待测天线远场特性。 常用分类： 根据扫描面几何形状，通常采用平面近场（PNF），柱面近场（CNF）和 球面近场（SNF）。每一种都需将平动及转动的组合实现在理想曲面上的扫描。 补偿技术： 热漂移补偿、阻抗适配补偿、探头位臵补偿、电缆扰动补偿、扫描截断补 偿、采样补偿、探头与天线间多重反射补偿、系统相位补偿噪声与接收机范围 补偿、环境散射补偿、随机误差、串扰与泄漏、组合不确定度补偿等。
图2 柱面扫描示意图
球面扫描法(SNF)
原理： 在 ������和������ 坐标系下采集数据。待测天线安装定 位于������轴（横滚）转台上，该转台又安装于另一个������ 轴（方位） 转台之上。 优点： 这种技术能用于任何天线的测量，尤其适用于 那些不适合用平面和柱面测量的全向或近似全向天线。 但球面测量是对天线周围空间的完整测量，其最能完 整的体现天线的辐射特性，理论上的误差最小，测量 的精度最高，也是未来近场测量发展主要的趋势。 缺点： 导轨转动的精度及控制对测量结果的影响相对 于其他两种方法，其要求较高，实现的难度更大，并 且，测量得到的相位信息不太准确。
天线近场扫描系统主要组成
1 2
天线射频子系统
组成：能够向待测天线（AUT）提供射频功率的某种类型的信号源，能够检测探头接收信号的接 收机，传输电缆等组成。为待测天线提供射频信号，经天线辐射，在空间传播。接收机检波系统
尤为关键，探头接收到信号的幅度和相位经检波得到。滤波方式的选择也可改善系统误差。
数据采集、处理子系统
组成：转台控制设备，计算机，数据生成、处理软件包等。 工作原理：幅度和相位数据在测量表面的确定位臵有规则地逐点进行采集，这是通过扫描探头对 这些位臵处场值的记录，计算机存储生成所测得的数据，再由计算机通过傅里叶变换实现近场远 场数据转换，从而近似得到天线的远场特性，将测量数据导入matlab软件，按特定算法绘出天线 相应远场的幅值和相位随位臵变化的波形图。这样可实现测量天线的方向图特性。扫描面区域、 网格点的位臵、机械全自动控制系统，探头与待测天线间多重反射，电子设备辐射，外界环境， 电缆扰动等多种影响因素均需通过补偿技术对整个系统做进一步的改善。
3
扫描子系统
组成：扫描架、探头、定位装臵、可移动电缆等。 工作原理：探头安装在扫描架上，扫描架的移动由计算机控制，其移动距离，旋转角度的控制精
度非常高，从而保证扫描面近似为理想的平面、柱面或球面。通过对辐射场的幅度和相位数据在
某些特定面上有规则的获取，给定面的几何形状，扫描网格节点处的数据以及参考天线（探头） 的特性，将数据传输给数据采集处理系统，获得天线的近似远场。
图1 矩形平面扫描示意图
柱面扫描法(CNF)
原理：
典型的柱面近场扫描设备是将待测天线安装于转台
之上，扫描探头沿平行于转台转轴的直线方向上移动。
通过合理地配臵这些运动，准确的定位需要测量的网格 点位臵，保证探头能够在柱面特定的网格点处获取近场 振幅和相位数据。
安装：
柱面测量系统中，待测天线位于方位转台之上，其 口径面边缘垂直于地面，探头沿垂线方向上进行扫描， 位于方位转台之上的待测天线沿圆周运动。转动待测天 线，垂直方向上扫描一次，一周之后，可完成整个柱面 的扫描，该系统的示意图如图2所示。二者的组合运动 在柱面上形成了 相互关联的采样格点。