天线及其测量方法

天线驻波比测试方法1 天线驻波比（VSWR）测试天线驻波比就是信号反射再次回到发射端时，改变发射端阻抗与传输线阻抗之比的概念。

它可以表示收发信号强度及品质，是评价良好RF连接质量的重要指标。

天线驻波比测试是检查天线及RF模块安装质量及性能的重要指标，也是衡量许多电子设备的效率水平的参考指标。

1.1 测量原理驻波比测试，Working Voltage Standing Wave Ratio（VSWR），也称为综合驻波值（S11），是接入了收发电路的天线实际所提供的反射信号强度比。

它由发射到天线，以及天线所发射回到原点的信号之间的比值确定，其方法是：信号从发射端通过一根传输线的负载端将信号输送到重力天线，信号再从重力天线发射回发射端，然后再次由发射端经同一根传输线发出。

1.2 测量方法测量天线驻波的方法有VNAs（Vector Network analysers），VSWR meters和return loss bridges。

1）VNAs：VNAs可以看成是一种多端口网络分析仪，它能以频率和阻抗为参数测量天线的参数，也能测量天线系统中发射信号和反射信号之间的差别。

2） VSWR meter：它可以同时测量发射、反射和总体驻波值。

它一般都是使用平衡和非平衡进行测量，测量结果一般以VSWR值来表示，1:1.5即为1.5：1，表示发射信号有1.5倍的反射，1:1.5显示结果为“1.5”，越接近1越接近理想状态。

3） Return loss bridge：它的原理与VSWR meter相同，但它的数字化显示方式为以dB为单位的反射率。

1.3 应用VSWRL测试在各类无线通信设备，包括射频模块和天线的安装与检测通常可以作为校准或查找正常状态的有效手段，常见的应用场景有无线电设备、无线网络等等。

2 结论由上文可知，VSWR测试是评价良好RF连接质量的重要指标，常用于检测天线及RF模块安装质量及性能，除此之外还可以用于校准或查找正常状态的有效手段。

天线辐射测试
天线辐射测试是通过对天线辐射功率进行测量，来评估天线辐射性能和安全性的过程。

在天线辐射测试中，常用的方法包括以下几种：
1. 直接功率测量法：利用功率计等仪器直接测量天线输出的辐射功率。

2. 堆积场法：将待测天线安装在电磁宿主中，通过在宿主中产生一个叠加的电磁场，通过测量场的幅度和相位，再反推出待测天线的辐射性能。

3. 标准天线方法：通过将待测天线与一个已知性能的标准天线进行对比，测量它们之间的辐射量差，以评估待测天线的辐射性能。

4. 收发通信测试方法：通过对天线进行发射和接收信号的测试，评估其辐射效果和通信质量。

天线辐射测试的目标是评估天线的辐射性能和安全性，以确保天线在实际使用中不会对人体和其他设备造成危害。

同时，天线辐射测试也可以用来验证天线设计的合理性和优化天线的性能。

圆极化天线的测试方法圆极化天线是一种特殊的天线类型，它能够同时接收和发送水平和垂直方向上的电磁波。

在无线通信领域中，圆极化天线被广泛应用于卫星通信、雷达系统和移动通信等领域。

为了确保圆极化天线的性能和质量，测试方法变得至关重要。

首先，圆极化天线的测试方法之一是频率响应测试。

这个测试方法用于测量天线在不同频率下的增益和辐射特性。

测试人员可以使用频谱分析仪或网络分析仪来测量天线的频率响应。

通过这个测试方法，可以确定天线在不同频率下的工作性能是否符合要求。

其次，天线的辐射图案测试也是圆极化天线测试的重要方法之一。

辐射图案测试用于测量天线在不同方向上的辐射功率。

测试人员可以使用天线测试仪器，如天线测试舱或天线测试台，来测量天线的辐射图案。

通过这个测试方法，可以确定天线的辐射方向和辐射功率是否符合设计要求。

此外，天线的交叉极化测试也是圆极化天线测试的关键方法之一。

交叉极化测试用于测量天线在水平和垂直方向上的极化性能。

测试人员可以使用极化测试仪器，如极化测试器或极化反射器，来测量天线的交叉极化性能。

通过这个测试方法，可以确定天线在不同极化方向上的工作性能是否一致。

此外，圆极化天线的功率容限测试也是测试方法中的重要环节。

功率容限测试用于测量天线在不同功率下的工作性能。

测试人员可以使用功率计或功率放大器来测量天线的功率容限。

通过这个测试方法，可以确定天线在不同功率下的工作性能是否稳定。

最后，圆极化天线的环境适应性测试也是测试方法中的重要环节。

环境适应性测试用于测量天线在不同环境条件下的工作性能。

测试人员可以使用温度控制设备、湿度控制设备和振动台等来模拟不同的环境条件。

通过这个测试方法，可以确定天线在不同环境条件下的工作性能是否稳定。

综上所述，圆极化天线的测试方法包括频率响应测试、辐射图案测试、交叉极化测试、功率容限测试和环境适应性测试。

这些测试方法能够全面评估圆极化天线的性能和质量，确保其在实际应用中的可靠性和稳定性。

天線駐波比的測量方法
在天線系統中，天
線與設備配接是
否良好我們常常
用一個稱為駐波
比的參數對其衡
量，當駐波比為1
的時，表示此天線
系統匹配良好沒有反射，如此數越大則意味著匹配狀況越差，系統中存在越大的反射波。

那末如何測量天線的駐波比呢？在這裏我向大家介紹一種較為簡易的辦法。

要測量駐波比需要一台掃頻儀，接法如圖2-1，先將饋線的終端（近天線系統一端）短路，此時由於掃頻儀輸出的信號在饋線的終端形成全反射，觀察其全反射波形如圖2-2曲線的最大幅度為a，然後將天線接入饋線的終端，此時掃頻儀上在工作頻率範圍內觀察到的最大幅度為b如圖2-3，先求出反射係數P=b/a，然後可用式S=1+P/1-P求出駐波比，式中的S表示駐波比。

发射天线接收天线传播电磁波近代物理实验实验报告成绩：班级姓名：同组者：教师：天线的方向图与极化特性测量【实验目的】一、了解天线的大体工作原理。

二、绘制并明白得天线方向图。

3、依照方向图研究天线的辐射特性。

【实验原理】一、天线的原理天线的作用第一在于辐射和接收无线电波，可是能辐射或接收电磁波的东西不必然都能用来作为天线。

要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必需知足必然的要求。

图1给出由高频开路平行双导线传输线演变成天线的进程。

如此的结构被称为开放式结构。

由结尾开路的平行双导线传输线张开而成的天线，确实是通常的对称振子天线，是最简单的一种天线。

天线辐射的是无线电波，接收的也是无线电波，但是发射机通过馈线送入天线的并非是无线电波，接收天线也不能把无线电波直接经馈线送入接收机，其中必需进行能量的转换。

图2是进行无线电通信时，从发射机到接收机信号通路的简单方框图。

天线除能有效地辐射或接收无线电波外，还能完成高频电流到同频率无线电波的转换，或完成无线电波到同频率的高频电流的转换。

因此，天线仍是一个能量转换器。

研究天线问题，实质上是研究天线所产生的空间电磁场散布，和由空间电磁场散布所决定的天线特性。

咱们明白电磁场知足麦克斯韦（Maxwell）方程组。

因此，求解天线问题实质上是求解知足必然边界条件的电磁场方程，它的理论基础是电磁场理论。

图1传输线演变成天线a.发射机c.b.图图2 无线电通信系统中的信号通道简单方框图二、 天线的分类天线的形式很多，为了便于研究，能够依照不同情形进行分类。

按用途分类，有发射天线，接收天线和收发公用天线。

按利用范围分类，有通信天线，雷达天线，导航天线，测向天线，广播天线电视天线等。

按馈电方式分类，有对称天线，不对称天线。

按利用波段分类，有长波、超长波天线，中波天线，短波天线，超短波天线和微波天线。

按天线外形分类，有T 形天线，V 形天线，菱形天线，鱼骨形天线，环形天线，螺旋天线，喇叭天线，反射面天线等等。

天线方向角及下倾角测试天线方向角测试方法：使用仪器：指南针型号：DQY-1型指南针的工作环境要求：1．在使用指南针时应距离金属物体、金属管道、导线等2米以上，以免指南针自身磁场受其他磁场干扰，无法获取准确数据。

2．应在晴好天气使用，避免空气中过多的带电粒子对指南针造成影响。

3．使用时应在远离强磁场，如变压器、旋转电机、高压走廊等。

4．应避免在太阳黑子活跃期内使用，由于该期间地球磁场会发生偏转及磁暴现象，指南针获取数据与平时要存在较大差距。

5．在测试者使用指南针时，不要在其半径1米内使用手机通话，以免影响测试数据。

第一种测试方法1.测量者在待测天线正后方一定距离（根据实际情况，尽量远离天线），选择一适当位置。

安装好三脚架并把指南针放置于三脚架托盘上，打开指南针盖并将指南针盖垂直立起与天线面板水平，调节三脚架将指南针调至水平（或测量者手持）；2.视线从指南针刻度盘边上的准针通过反光镜中间的观察孔，与前边的校准针再与要测量的天线的支撑杆成直线；3.此时指南针黑针所指的刻度就是该天线的方位角；4.换另一名测试者重复上述步骤；或用另外一块表进行测量。

取得数据的平均值即第二种测试方法1．测量者在待测天线正前方一定距离（根据实际情况，尽量远离天线），选择一适当位置。

安装好三脚架并把指南针放置于三脚架托盘上，打开指南针盖并将指南针盖垂直立起与天线面板水平，调节三脚架将指南针调至水平（或测量者手持）；2．从指南针刻度盘边上的准针通过反光镜中间的观察孔，与前边的校准针再与要测量的天线的支撑杆成直线；3．此时指南针白针所指的刻度就是该天线的方位角；4．换另一名测试者重复上述步骤；或用另外一块表进行测量。

取得数据的平均值即第三种测试方法1．测量者在待测天线板面垂直方向一定距离（根据实际情况，尽量远离天线），选择一适当位置。

安装好三脚架并把指南针放置于三脚架托盘上，打开指南针盖并将指南针盖垂直立起与天线面板侧面水平，调节三脚架将指南针调至水平（或测量者手持）；2．指南针刻度盘边上的准针通过反光镜中间的观察孔，与前边的校准针再与要测量的天线的支撑杆成直线；3．此时指南针黑针所指的刻度加或减90度（在面向天线正面逆时针一侧加90度，顺时针减90度）就是该天线的方位角；4．换另一名测试者重复上述步骤；或用另外一块表进行测量。

天线方向性图的测量[权威资料] 天线方向性图的测量对于一面发射天线，如果有另一面性能较好的接收天线相配合，就可以测定发射天线的发射方向图。

对于一面接收天线，如果有一面发射天线相配合，就可以测定接收天线的接收方向图。

只是在测定方向图时，不管被测的是发射天线还是接收天线，都需要有电动伺服系统，能够平稳地、连续地在方位面和俯仰面上进行调整。

用来配合测试的天线可以与被测天线处于同一地球站内，也可以处在地理位置相隔较远的地球站上。

这种测定天线方向性图的方法，称为“辅助地球站测量法”。

要想测定发射天线的方向性图，则与之配合的接收天线就是“辅助地球站”;要想测定接收天线，则与之配合的发射天线就是“辅助地球站”。

这种测量法与其它一些方法相比有以下优点:一是既能测接收方向图，又能测发射方向图;二是测量的角度范围比较大，能够测到远旁瓣;三是测量的结果比较准确，测量精度在可控范围内。

使用这种测量方法，不论是测量发射方向性图还是测量接收方向性图，都必须向卫星发射一个不加调制的单载波，且要求其频率和功率都十分稳定。

上行功率的确定要考虑两个方面的因素，一方面上行功率要足够大，以保证在天线转动到远旁瓣时仍能接收到信号;另一方面，上行功率又不能过大，避免使卫星转发器进入饱和状态，一旦转发器处于饱和状态，会影响方向性图在主瓣附近的细节，还会影响主瓣与旁瓣之间的电平关系。

如图1(a)所示，某天线在测试时因为上行发射功率太大导致转发器饱和，主瓣被压缩，主瓣与旁瓣的电平差不符合指标要求;而在调小发射功率后再测，结果就正常了，见图1(b)。

所以，确定上行功率时需要得到卫星测控站的帮助，只要确认在天线主瓣对准卫星时转发器未饱和即可。

上行功率的确定还要兼顾测试接收机的性能，以保证接收机工作在线性范围内，避免由于接收机的原因导致测量误差。

在测量中还需注意，尽可能不使用LNB(低噪声下变频单元)，而应使用LNA(低噪声放大器)，且放大器中不可启用AGC(自动电平调整)功能。

实验四、电波天线特性测试一、实验原理天线的概念无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。

电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。

可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。

天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。

对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；等等分类。

选择合适的天线天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，用户在选择天线时必须首先注重其性能。

具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。

选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的要求是：选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。

天线的方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。

天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。

衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。

全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。

定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。

垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图。

立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。

天线的增益增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。

11.1天线噪声温度测量11.1.1天线噪声温度的概念及其组成天线从周围环境接收到噪声功率，通常用噪声温度来度量一个系统产生的噪声功率大小。

天线噪声可以用给定频带内与噪声功率有关的等效噪声温度表示。

即 N=kBT a （ k 为玻尔兹曼 常数；B 为接收机带宽；T a 为天线等效噪声温度）。

天线噪声可分为内部噪声和外部噪声。

内 部噪声主要包括天线传输损耗和欧姆损耗等产生的热噪声；外部噪声是由天线所处的环境中 的噪声源产生的噪声，如大气衰减噪声、宇宙噪声和地面热辐射噪声等。

天空噪声温度由大 气衰减噪声和宇宙噪声组成。

地面噪声由地面辐射引起的噪声温度。

由于天线辐射方向图的 旁瓣特性，此影响随天线的仰角而略有变化。

如图 11-5所示，为天线噪声温度组成图。

图11-5天线噪声温度的组成若已知天线系统总损耗为 T A 为：L a ，天线接收环境的噪声温度为 T a ，则天线系统的噪声温度 (11-23)式中:损耗噪声天线欧姆损耗噪声天空噪声T o 环境温度（K）11.1.2天线噪声温度的计算由天线理论可知：在球坐标系中，天线噪声温度T a可用下式进行计算：2 --f0〕。

［巳（日理）T bc（B理）+P x （日理）T bx（B理）］sin T d T d©T a _ w_Z（11-24）P x 6 sizdrd0 0E 6式中：PC^,）天线主极化归一化功率方向图；Px^,）天线交叉极化归一化功率方向图；T bc（乙）天线主极化方向背景噪声温度分布函数；T bx（v,）天线交叉极化方向背景噪声温度分布函数。

大家知道，天线交叉极化场相对于主极化来说是很小的，由此引起的噪声温度可忽略不计，则式（11-24）可进一步简化为：2 二二0 0 p（日艸）T b（日艸）sin e d B d$0 0I a _ _- （ 11-25）式中：PO1,）天线归一化功率方向图；T b（K J天线背景噪声温度分布函数。

天线功率容量测试方法引言：天线功率容量测试是对天线性能的评估和验证的重要手段，能够确保天线设计和制造的质量。

本文将介绍天线功率容量测试的方法和步骤。

一、测试前准备在进行天线功率容量测试之前，需要准备以下设备和材料：1. 信号发生器：用于产生测试信号；2. 功率计：用于测量天线输出功率；3. 天线测试设备：包括天线支架、天线转台等；4. 电缆和连接器：用于连接各个设备；5. 天线测试软件：用于控制测试设备和记录测试结果。

二、测试步骤1. 设置测试场景：根据测试需求和规范，选择合适的测试频率和功率级别，并设置测试场景。

确保测试环境没有干扰源，并且符合测试要求。

2. 连接设备：将信号发生器和功率计通过电缆连接到天线测试设备上，并确保连接稳定可靠。

3. 定位天线：将天线安装在天线支架上，并调整天线位置和方向，使其与测试场景符合要求。

4. 开始测试：启动天线测试软件，设置测试参数，并开始测试。

测试软件将会控制信号发生器产生测试信号，同时测量功率计测量天线输出功率。

5. 记录测试结果：测试软件将自动记录测试结果，包括功率级别、频率、天线增益等参数。

同时，也可以手动记录其他关键信息，如测试环境温度、湿度等。

6. 分析和评估：根据测试结果进行数据分析和评估，判断天线的功率容量是否符合要求。

如有需要，可以进行多组测试以验证结果的可靠性。

7. 修正和改进：根据测试结果和评估，对天线进行修正和改进，以提高其功率容量。

三、注意事项1. 测试设备的校准：在进行天线功率容量测试之前，需要确保测试设备的准确性和稳定性。

定期进行设备校准，以减小测试误差。

2. 测试环境的控制：测试环境应尽量控制在稳定的状态，避免干扰源的影响。

特别是在无线电频段测试时，需确保测试环境没有其他无线电设备的干扰。

3. 测试时间的安排：根据测试需求和天线类型，合理安排测试时间。

一些测试可能需要较长的时间来获取准确的结果。

4. 数据的保存和备份：测试结果应及时保存和备份，以防数据丢失或损坏。