实验五

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苏州市职业大学实验报告
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院 系 电子信息工程系 班 级 10 通信 1 班 姓 名 实验名称
一.实验目的 使学生了解基本电振子(电偶极子) ,基本磁振子(磁偶极子) ,基本缝隙,惠更斯面元等构成实际天线的 基本单元结构。 使学生了解这些基本辐射单元在空间产生的辐射场的特征。 使使学生了解对称振子的远区空间 辐射场的具体情况。 二.实验内容 1.基本电振子:基本电振子所辐射的电磁场强度不仅与 r 有关,而且与观察方向θ 有关。在振子的轴线方 向,场强为零;在垂直于振子轴的方向上,场强最大;在其它方向上,场强正比于 sinθ 。 2.基本磁振子: 基本磁振子所辐射的电磁场的空间图形与基本电振子一样, 这是因为基本电振子的辐射是 振子上电流产生的辐射与基本磁振子的辐射是振子表面切向磁场产生的磁场是等效的。 3.基本缝隙:基本缝隙所辐射的电磁场与基本磁振子完全相同,基本缝隙与基本磁振子是等效的。 4. 惠更斯面元:惠更斯面元所辐射的电磁场在空间是一个对称于面元法线的心脏形方向图。 5.对称振子的方向图:对称振子的方向性函数与振子的臂长 l 有关,是振子臂电气长度的函数。振子臂长 较短时,波瓣较宽,方向性较差;随着臂长增加,方向性逐渐改善;但是臂长超过半个波长时,会出现一些边 波瓣,甚至会使主波瓣发生分裂。当对称振子的臂长在四分之一波长附近时,没有边波瓣,主波瓣随臂长的变 化也不显著,半波对称振子在天线中得到普遍应用。 三、实验步骤: 1.运行实验界面得天线部分界面,点击相应的按钮或得相应的仿真计算结果。 2.运行实验界面得对称振子界面,点击相应的按钮或得动态仿真计算结果。 四、实验结果记录与分析要求: 1、记录各种单元的场强分布图形。 2、查阅资料找到各基本单元场强数学表示形式。填入下表(最好能查齐,至少两个) :
设两天线对正(此时频谱仪功率读数最大)为 0 度,按顺时针方向旋转计算角度 。 若要准确 绘制方向图 , 则可每隔 5 度测量一次 , 对读数最小及其它较大读数的角度更应仔细测量, 并记录准确的角度与功率读数。 2.根据上述表格数据,绘制 B 天线方向图。(图见最后一页) 3.根据天线方向图可得到主瓣波束宽度、旁瓣电平、前后向比等。 4.B 天线位置、姿态固定, A 天线中心位置不变,在水平面旋转 A 天线方向,便可测出 A 天 线水平面方向图。 六、结果分析 1 .根据结果计算并绘制天线方向图。 2 .测试中注意防止其它无关信号干扰,特别防止信号源直接辐射。 3 .两测试天线间距离应大于 5-10 。 七、实验注意事项 1 .注意天线的频率范围,信号源频率必须在天线工作频段之内。 2. 壁挂天线只能用于接收天线。
图 30-1 微波天线方向图测量框图

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院 系 电子信息工程系 班 级 10 通信 1 班 姓 名 实验名称 微波天线方向图测量 实验日期 吴理想 学 号 107304114
五、测量方法 1.A 天线位置 、 姿态固定 , B 天线中心位置不变 , 在水平面旋转 B 天线方向 , 记 录 天线旋转角度及频谱仪读数,便可测出 B 天线水平方向图,并填入下表。

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院 系 电子信息工程系 班 级 10 通信 1 班 姓 名 实验名称 微波天线方向图测量 实验日期 吴理想 学 号 107304114
一、实验目的 1.了解鞭状天线、八木天线、壁挂天线等的构造及特性。 2.学会用频谱仪测量天线的方向图。 二、实验仪器 1 .鞭状天线、八木天线、壁挂天线 。 2 .微波信号源 。 (选购或用锁相源、跟踪振荡器等代替) 3 .频谱仪 。 三、天线测量原理 天线是向空间辐射电磁能量, 实现无线传输的重要设备。 天线的种类很多, 常见天分为线 天 线和面天线两大类。 高频、 超高频多用线电线,微波常用面天线 。 每一类天线有很多种,常 见的线天线有鞭状天线 、 八木天线 、 偶极子天线等 。 常见的面天线有抛面天线、喇叭口天 线等。天线的基本参数有天线方向图 ,主瓣波束宽度、旁瓣电平、带宽、前后向比、极化方向 、 天线增益 、 天线功率效率 、 反射系数 、 驻波比 、 输人阻抗等等 。 本实验对天线的向图进行测试。天线向空间辐射电磁能量,在不同的方向辐射的电磁能量的 大小是不相同的, 不同方向天线辐射的相对场强绘制成图形,称为天线方向图。 四、实验电路连接
学 号 2012.10.1
基本辐射单元和对称阵子方向图
实验日期
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院 系 电子信息工程系 班 级 10 通信 1 班 姓 名 实4116
实验名称 微波天线方向图测量
振子种类 基 本 电 振 子 基 本 磁 振 子 基 本 缝 隙 惠 更 斯 面 元