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过比较被测天线相对于标准天线的增益来测量待测天线的增益

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

105

106

⑸、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

As x s Ax

P G G P =

如果用精密可变衰减器测量功率

()/10

10

()()()()

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

2

2

(

)

41420lg 10lg 2R A A R P P G r

P r G dB r 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。

3、三天线法

三个天线的增益分别为B C G G A G 、、

图21-2两天线法测增益方框图

107

2

2

(

)

41420lg 10lg 2R A A R P P G r

P r G dB r P λππ=⎡⎤⎛⎫⎛⎫

=-⎢⎥ ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭⎣⎦

4()()20lg 10lg 4()()20lg 10lg 4()()20lg 10lg AB A A B R AB AB A c B R C B AB A A C R AC

r P G dB G dB P r P G dB G dB P r P G dB G dB P πλπλπλ⎛⎫⎛⎫+=- ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫

+=- ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫

+=- ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

4()10lg 5lg

4()10lg 5lg

4()10lg 5lg

r A r

A A r A A

B

C B AC r A r

B A r A AB

C A BC r A r

C A r A C B AB AC P P P r G dB P P P P P P r G dB P P P P P P r G dB P P P πλπλπλ⎡⎤

⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫

=+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫

=+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣

⎦⎡⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫

=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭

⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎤

⎢⎥⎢⎥⎣⎦

求出距离即可求出增益G

六、实验报告内容

1、 按实验报告常规要求书写；

2、 计算用比较法测量喇叭天线的增益；

3、 将两种测量结果和理论计算的天线增益值进行比较。

图21-3三天线法测增益方框图