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引向天线实验报告篇一:天线实验报告实验一 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(S11),需要用到公式(1-1):S11?ZA?Z0?|?|exp(j?) ZA?Z0 (1-1 )根据公式(1-1 ),只要测试出来的| r |值低于某个特定 的值,就可以说明在此条件下天线的阻抗 ZA 接近于所要求 的阻抗Z0 (匹配),在天线工程上,Z0通常被规定为75 Q或 者50 Q,本实验中取 Z0=50Q。天线工程中通常使用电压驻 波比(VSWR p以及回波损耗(Return Loss , RL)来描述 天线的阻抗特性,它们和| r |的关系可以用公式(1-2 )和(1-3 )描述: ?1?|?| 1?|?|(1-2)RL?20lg(|?|) dB表 1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)(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。(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 ?r?2.2 )。其特性 阻抗计算公式如下:Z0?b? ?a? (1-4 )式中 a 内芯直径;b外皮内直径。(本文来自:小草范文网:引向天线实验报告 )三、实验仪器(1)Aitsu S331D 天馈线测试仪图 1-1 Aitsu S331D 天馈线测试仪表 1-2 Aitsu S331D 天馈线测试仪主要性能指标 撑和固定天线)和酒精棉等。(3)工具,主要包括:裁纸刀、尖嘴钳子、斜口钳子、 砂纸、挫、尺和电烙铁等。四、实验步骤 1 、半波振子天线的制作 制作天线时要主要安全,使用电烙铁和裁纸刀时应倍加、/- , G /:注意。截取一段长度为10cm的50欧姆同轴电缆。用裁纸刀将电缆两端蓝色的电缆护套各剥去3cm。(3)将SMA同轴连接器与电缆相连接,具体操作步骤 如下:? 用裁纸刀将电缆一端的外皮和聚四氟乙烯介质切掉 1cm,保留电缆内芯。注意:在环切外皮和介质时,尽量不要切到内芯;在切断外皮和 介质后,可以用尖嘴钳夹住待去掉的部分左右晃动并拔下。? 用斜口钳子剪断电缆内芯的一部分,留下约 3mm4mm 的长度。 用砂纸打磨电缆内芯和金属外皮,并用酒精棉擦 拭干净。 将电缆内芯插入针内, 并用焊锡焊接牢固。 将 SMA 连接器的 J 头(内螺纹)与 K 头(外螺纹)相连过热,连接 器内的聚四氟乙烯膨胀变形,高出金属部分) ,将针和电缆 插入 SMA连接器的另一端,用力推紧,然后用电烙铁将SMA连接器与电缆外皮焊接。注意:焊锡要充分熔化,直至流入 SMA连接器与电缆的缝隙内 (即在SMA连接器的孔内看到焊锡,若很难熔化,是由于铜 散热过快,可采用两个电烙铁同时加热) 。? 剪适当长度的热塑管,套在同轴电缆上,覆盖住露出 3文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .外皮的同轴电缆,使用电烙铁 或热风枪对热塑管加热,使其收缩。(4)制作半波振子天线? 计算谐振频率 f=2.4GHz 的半波振子的每个臂长 l/2 , 用斜口钳子截取两端铜丝,长度均为 l/2 。注意:组 1 采用直径为 0.5mm 的铜丝,组2 采用直径为 2.5mm 的铜丝。 ? 将制作好的同轴电缆的一侧(另一侧为SMA连接器)去掉2cm蓝色护套,再去掉 1cm金属外皮,最后去掉 8mm聚四氟乙烯介质。 ?截取长10cmx宽4cm的泡沫,用锥子在其中心打个孔, 并在其表面制作出一条沟(长度略长于半波振子, 宽度和深度约为半波振子直径) ? 将制作好的同轴电缆从泡沫的中心孔插入,截取一小 段细铜丝,在同轴电缆的金属外皮上缠绕 2-3 圈,留出约 0.5cm-1cm 的长度,用于与 半波振子的一个臂进行焊接。同时,将同轴电缆的内芯与半 波振子的另一个臂进行焊接。? 将制作好的半波振子固定在泡沫上(预先制作好的沟 内),用透明胶带固定好。半波振子制作完成。2、天线阻抗带宽测试( 1 )开机与校准? 点击 on/off 按键,来启动 Aitsu S331D 天馈线测试 仪。? 点击数字 1 ,以打开背景灯。? 点击 MOD,E 利用上下键选择回波损耗。?点击FREQ再点击 F1,输入1800,点击ENTER点 击F2,输入2600,点击 ENTER ?点击START CAL屏幕 出现“连接开路器到信号输出端口” ,从屏幕右侧的袋子里取出校准器件,将 OPEN端连接至天馈线测试仪的电 缆(注意,先将电缆上的 N转SMA连接头拧下),连接后点击ENTER当屏幕上出现 “连接短路器到信号输出端口”时,将SHOR端连接至天馈线测试仪的电缆, 连接后点击 ENTER。当屏幕上出现“连接负载到信号输出端口”时,将校准 件负载端(除了 open 和 short外的第三个端口)连接至天馈线测试仪的电缆,连接后 点击ENTER至此校准完毕。?将校准件拧下,放回原处,将N转SMA连接头与天馈线测试仪电缆连接好,准备测试。(2)天线回波损耗和 VSWR试?将所制作的天线连接至天馈线测试仪电缆的SMA端口。观察天线的回波损耗随频率的变化。 此时,横轴共 10 格,包含了 1800MHz2600MHz 的频率范围,每格80MHz点击MAR,再点击M1,点击编辑,输入频率(如 XX),按 ENTER键。再添加3个MARK找到回波损耗小于10dB的频点。?点击MODE利用上下键选择 VSWR点击ENTER观察 VSWR 3、实验数据和实验报告1 、观察所制作的半波振子天线,测量天线的总长度和 直径,填入表 I-1 。2、 观察待测天线的回波损耗,将回波损耗小于10dB的 低频点、高频点和中心频点填入表 I-1 ,并计算中心波长, 填入表 I-1 。3、观察待测天线的 VSWR将VSWRb于2的低频点、高 频点填入表 I-1 。4、计算半波振子天线长度直径比和长度波长比,填入表 I-1 。5、写出天线的工作频率范围、绝对带宽、相对带宽、比带宽,填入表 I-2 。请回答:该带宽属于那一种带宽 阻抗带宽 (阻抗带宽、方向图带宽、增益带宽、极化带宽)。表 I-1 天线参数表 I-2 天线带宽计算五、思考题1、根据天线的测试结果,解释“末端效应” 。 答:由于天线上每一点都产生辐射,即电流波在天线上 一边传输一边辐射, 使得电流有衰减, 电流传播的相速减小, 波长缩短, 相位常数大于自由空间相位常数。另外,对称 振子有一定直径, 其馈电端和末端分布电容增大,末端电 流实际不为零,振子愈粗,末端效应愈显著。实验二 超宽带天线测试(演示实验)一、实验目的1、了解超宽带天线的概念及特点2、了解现代天线测试系统的组成3、了解现代天线测试仪器设备及其使用方法4、了解超宽带天线主要参数的测试方法二、实验原理 超宽带天线是一种具有极宽阻抗带宽的天线,其比带宽 一般可以达到 2: 1 以上,现代超宽带天线的阻抗带宽可以 达到 30:1 以上,可以覆盖多个波段,能够实现传统的多个 天线的功能,所以受到了研究者的广泛关注。超宽带天线不仅需要具有极宽的阻抗带宽,即它的阻抗 要在极宽的频带内保持在一个范围内,还需要具有极宽的方 向图带宽、增益带宽以及极化带宽。现代的超宽带天线还需 要具有稳定的相位中心,即可以不失真地辐射时域脉冲信号。 根据以上对超宽带天线的要求,可以结合所学习的天线原理 进行如下天线测试的内容:(1)天线阻抗带宽的测试 参见实验一中二( 1)内容。(2)主极化方向图的测试 方向图的测试需要测试天线在阻抗带宽内的各个频点 的远场的方向图, 一般最少要测试 3个频点,即下限频点 f1 、 上限频点 f2 和中心频点 f0 ,对于更宽的频带,要根据具体 情况多测试一些频点的方向图,以便全面了解天线的参数。在工程上,一般不需要远场的三维方向图,而只需要测 试两个主平面的方向图曲线,对于线极化天线来说,这两个 主平面为E面和H面。因此,在天线测试前,还需要判断天 线的极化方式。在满足天线测试的极化匹配和阻抗匹配的条 件下,所测试的方向图为单一频点的功率方向图,所依据的 原理为公式( 2-1 ): ?2Pr?SiAe?SiGP(?) 4? (2-1 )在不同角度B的时候,接收天线接收的功率与自身的功 率方向性函数 p( e)有关,因此将待测天线作为接收天线放 置在一个可以接收到单一方向传播的均匀平面波的区域,并 且绕自身轴线转动一周,这样不同角度e处就可以接收到不 同大小的功率,据此天线的功率方向图就可以绘制出来。 以上的测试方法涉及到了以下的条件: 天线可以接收到单一方向传播的均匀平面波的区域, 这需要一个无外界干扰的模拟自由空间的环境,还需要一个 均匀平面波的发射源; 天线可以绕着自身轴线转动,这需要一个转台; 天线的接收功率可以测试,这需要一个功率计。上述三条的解决方法是:篇二:天线技术实验报告Harbin Institute of Technology天线技术实验报告姓名: 班级: 学号: 院系:XX年5月实验一 天线方向图的测量一、 实验目的1、通过实验掌握天线方向图测量的一般方法。2、喇叭口径尺寸对方向图影响, E 面、角锥喇叭与圆 锥喇叭的比较。二、 实验设备 发射源:信号发生器、测量线、被测天线、发射天线、 天线转台、检波器或微波小功率计等。 测量装置如图 1 所示。 发射天线 接收天线图 1 天线方向图测试系统 在接收端如有功率计,可直接用它测而不必用检波器, 根据条件而定。三、实验原理测量方法:1、固定天线法:被测天线不动以它为圆心在等圆周上 测得场强的方式。2、旋转天线法:标准天线不动为发射天线,而待测天 线为接收天线,而自身自旋一周所测的方向图。本实验采用 的是旋转天线的方法。 测量步骤:无论是固定测量或者旋转天线法,他们都是可动天线每 改变一个角度( 2)记录下来一个数值(检波器或小功率 计指示),改变一周即得到 360 度范围内的方向图。 测量要 求: 测量天线时,收发天线应该保持水平和垂直方向上的 对齐; 调节发射天线的衰减,使接受天线上的感应电流大于 60mA以保证测得方向图的明显; 在旋转天线的测量平面时,应该将收发天线同时旋转, 避免产生极化垂直的问题,使得无法测量。四、实验步骤本试验是 3 公分波长的角锥喇叭,所用的仪器是微波分 光仪,采用旋转天线法,标准天线不动,并将它 固定在旋转盘上,待测天线旋转一周所测数据。 1、把待测天线即 3 公分波长的角锥喇叭固定在微波分 光议的旋转盘上,再将标准喇叭固定在信号发生器上面,首 先计算出两喇叭之间距离,其装置如图所示:发送 接收图 3 角锥喇叭实验装置2、首先将发射旋钮拨至等幅位置,这是接收端的指 示器微安表应有指示,其大小可通过调整发射端的衰减,使 得接收的指示器指针可达 60-80uA 左右。 3 、使两喇叭在同 一直线上而且在同一平面内。 4 、测量: 首先记下接收端微安表指示值,向左半平面旋转接收喇 叭,每旋转一度, 记下相应的电流表的指示, 直到显示为零, 然后向右半平面旋转,记下相应的数据,在
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