天线技术实验报告.doc

HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY天线技术实验报告姓名班级学号院系电信学院2014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①测量天线时，收发天线应该保持水平和垂直方向上的对齐；②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；③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，并将它匹配器衰减器信号源可变衰减器检波器选频放大器固定在旋转盘上，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6080UA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，在坐标纸上画出方向图，计算出半功率角宽度，及有关角锥喇叭的各种参数。五、实验数据1、E面喇叭E面方向图①极坐标②E面喇叭E面归一化③E面喇叭E面分贝归一化主瓣宽度约为10度2、E面喇叭H面方向图①极坐标②E面喇叭H面归一化③E面喇叭H面分贝归一化主瓣宽度大致为20度。3、角锥喇叭E面方向图①极坐标②角锥喇叭E面归一化③角锥喇叭E面分贝归一化主瓣宽度约为13度4、角锥喇叭H面方向图①极坐标②角锥喇叭H面归一化③角锥喇叭H面分贝归一化主瓣宽度约为12度5、圆锥喇叭E面方向图①极坐标②圆锥喇叭E面归一化③圆锥喇叭E面分贝归一化主瓣宽度约为15度6、圆锥喇叭H面方向图①极坐标②圆锥喇叭H面归一化③圆锥喇叭H面分贝归一化主瓣宽度约为18度。六、实验体会通过对天线的测量和分析，使我懂得了天线的原理和作用。天线在生活中虽然很常见，但却从来不懂得它的意义何在。此次实验，让我主动的查找资料，并且不断的和同学交流，使我更加深刻的理解了天线的工作原理。通过MATLAB软件画天线的极坐标方向图、归一化方向图和分贝归一化方向图，可以把实际中很抽象的问题转化为清晰明了的图形，大大减轻了对天线的研究和开发工作，提高了效率。通过对实验原理的学习和测量的结果的分析，可以知道天线的方向性图与天线喇叭口径的尺寸和形状有关系。实验分别测量了E面喇叭、圆锥喇叭和角锥喇叭的E面、H面方向图，知道了E面喇叭的方向图不如角锥喇叭的增益大，但是E面喇叭有较大的主瓣宽度。在测量中，也发现了不少问题，例如若发射天线的衰减较大，使得接收天线的感应电流过小的话，会让结果测量不准确；极化对天线的增益有很大的影响，当发射天线和接收天线的极化方向垂直时，将无法互相通信；当收发天线在垂直平面上没有对准的话，也会使接收天线的感应电流过小等问题。这些问题的发现让我们学到了很多。附录实验数据E喇叭E面角度测量数据归一化分贝归一化30002500230022100213344221100213344220200432742141920043274214182004327421417200432742141620043274214152004327421414200432742141320043274214123006423899511400852140081060128178789970149165481002131344271402981051946160349359565230489620744230489620743290617419423407232812381400851140076046097901868146097901868247103440936057294390831620675360787207792633070230716872805964498882304896207491803838336511015031999201311110234126141128017153802136012817878914400852140081530064238995162004327421417200432742141820043274214192004327421420100213344221100213344222100213344223002400250026002700280029003000E喇叭H面角度测量数据归一化分贝归一化5100501002233151549100223315154810022331515471002233151546100223315154510022331515442004327330643200432733064220043273306412004327330640200432733063920043273306383006523741737300652374173630065237417354008721209634400872120963340087212096325010919251531501091925153060131772112970152163631288017415189279019614154926100217132708251102391243224120261116672231302831096432214030410342521150326973565201603489168421918039181564618200435723021172104576801681623056020615250543530414260565495903132705874627241228060943076511300652371505103307172889629340739262711835076123723173607832124766370804189488538082616604440087120961342091307905824309350583771430935058377045097801932214509780193222450978019322346104461054509780193226