Harbin Institute of Technology
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
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
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
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
-30 0 0
-25 0 0
-23 0 0
-22 1 0.021 -33.442 -21 1 0.021 -33.442 -20 2 0.043 -27.4214 -19 2 0.043 -27.4214 -18 2 0.043 -27.4214 -17 2 0.043 -27.4214 -16 2 0.043 -27.4214 -15 2 0.043 -27.4214 -14 2 0.043 -27.4214 -13 2 0.043 -27.4214 -12 3 0.064 -23.8995 -11 4 0.085 -21.4008 -10 6 0.128 -17.8789 -9 7 0.149 -16.54 -8 10 0.213 -13.442 -7 14 0.298 -10.5194 -6 16 0.34 -9.35956 -5 23 0.489 -6.2074 -4 23 0.489 -6.2074 -3 29 0.617 -4.194 -2 34 0.723 -2.81238 -1 40 0.851 -1.40076
0 46 0.979 -0.1868
1 46 0.979 -0.1868
2 47 1 0
3 4
4 0.936 -0.5729
4 39 0.83 -1.62067
5 3
6 0.78
7 -2.07792
6 33 0.702 -3.07168
7 28 0.596 -4.4988
8 23 0.489 -6.2074
9 18 0.383 -8.33651
10 15 0.319 -9.92013
11 11 0.234 -12.6141
12 8 0.17 -15.3802
13 6 0.128 -17.8789
14 4 0.085 -21.4008
15 3 0.064 -23.8995
16 2 0.043 -27.4214
17 2 0.043 -27.4214
18 2 0.043 -27.4214
