天线技术实验报告

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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51005010022331515491002233151548100223315154710022331515461002233151545100223315154420043273306432004327330642200432733064120043273306402004327330639200432733063830065237417373006523741736300652374173540087212096344008721209633400872120963250109192515315010919251530601317721129701521636312880174151892790196141549261002171327082511023912432241202611166722313028310964322140304103425211503269735652016034891684219180391815646182004357230211721045768016816230560206152505435304142605654959031327058746272412280609430765113006523715051033071728896293407392627118350761237231736078321247663708041894885380826166044400871209613420913079058243093505837714309350583770450978019322145097801932224509780193223461044610545097801932264509780193227450978019322841089110024594108911002451041089110024511400871209611238082616604133708041894881435076123723115340739262711163307172889621732069631478218310674342681930065237150520290634013192127058746272422230560206232204786411442420043572302125180391815646261703786359727170378635972816034891684229140304103425301302831096433111023912432329019614154933801741518934801741518935701521636313670152163631376013177211386013177211396013177211406013177211415010919251542400872120964340087212096443006523741745300652374174630065237417472004327330648200432733064920043273306502004327330651200432733065220021335556531002133555654100213355565510021335556561057005800圆锥喇叭E面角度测量数据归一化分贝归一化30002920029307522820029307522730043273306264005724882525500712297482460086213123801141886192290129177882211101571608220130186146097191402139794181402139794171402139794161402139794151402139794141502141339171316022912803312180257118013112002861087271024034392941292804795888340486626727738054353046450643383578550071429260445608193823620886105133264091407810816809710255620701016909860122462680971025562366094305097746409140781085600857134038653075724180875007142926048420644369793505602061032045768016811260371861252122103104576131702431228791414021397941511015716082169012917788217801141886191880114188619197012020600862131216008621312260086213123600862131245007122974825400572488252630043273306272002930752282002930752292002930752301001437077431100143707743210014370774330034003500圆锥喇叭H面角度测量数据归一化分贝归一化3500340033100133772113210013377211312002731372730200273137272920027313727282002731372727200273137272620027313727252002731372724300427958823400532551452250067234785216008219382208010719412319100133175231814018714563217170227128795162202931066261523030710257214300479588133604863751812400533546546114606134250791051068334982956074725335986208271649897640853138102668090708478557209603545847409870113663750987011366274101720987011366071096035458168094704732660907084785360088111035456081938254807472533596420565036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