3天线测量第三章.ppt

周围物体发射引起的误差 线测试场周围物体（如高大建筑物或山峰等）的反射也会给方向图测量带来误差，特别是测量副瓣电平时可能导致的误差最为严重 周围物体发射引起的误差 相对电平的测量误差 直射场 反射场 方向图角度测量误差 随机的，相互独立 系统误差，固定的 功率测量不精确产生的角度误差 功率测量不精确而产生的角度误差 方向函数为 天线在任意方向上单位立体角内的功率 天线在主瓣最大方向上单位立体角内的功率 功率比测量误差 方向函数的导数 平方律检波表直接指示 用衰减器测量 角误差的计算 角误差 最大误差为 天线相位中心的测定 天线的相位中心是指电磁波辐射的等效源点 大型微波暗室 大型微波暗室 平面近场测量系统 平面近场测量系统 球面近场测量系统 紧缩场测量系统 反射测试场 1.地面的不平度应满足公认的瑞利准则 2.入射射线与地平面之间的夹角 应小 3.为了使地面的反射较理想和稳定，必要时可以铺设地网。为了避免地面波效应，天线的建设高度以大于2个波长为宜。 4.待测天线最好架设于垂直面驻波干涉图的第一个峰值处。 5.由于待测天线所接收的场强是源天线直射波和源天线镜像直射波（即地面反射波）相干涉的结果，因此，待测天线方向图最大值应指向源天线及其镜像的等效相位中心 场强测量 天线在自由空间辐射的电场和磁场振幅之间关系 通常所说的场强测量均指电场的测量 场 强 测 量 标准天线法 标准天线法是用感应电压易于计算的一些天线型式作标准天线。 待测场强E与其在标准天线中所感应的电压U之间有如下关系： 天线的有效长度（m） 标准天线法 环天线 半波天线 单极天线 标准天线 喇叭天线 标准天线 标准天线法 天线的有效长度（m） 待测场在标准天线感应的电压 电压表测取的电压 电压转换比 校准方法 直接代替法 ① 调整环天线的方向及调谐电容C，使接收的载频有最大输出； ② 调整接收机的衰减器，使输出电压表上有适当的读数V(一般以刻度的80%左右为宜)； ③ 将环天线转动90°使输出指示最小(即仅有微弱的残余待测场)； ④ 打开标准信号发生器并调整它，使得与残余待测场零拍； ⑤ 调整信号发生器输出的标准电压，使输出电压表仍保持先前的读数V。于是，标准信号发生器输出的电压就等于等效的感应电压。 环天线的场强值为 标准信号发生器输出在R两端的电压 环天线的有效长度 环面积 匝数 要求信号发生器的输出阻抗低，以便有环天线相串后，不显著降低Q值。 直接代替法误差 调谐环天线上的感应电压具有分布特性，而校准电压是在环的中心或某一端馈入的集中电压，因此，必然存在测量误差。 此误差是由环天线分布电容所产生，它是待测场频率与环天线自然谐振频率之比的函数。若校准电压在环的中心馈入时，误差修正因子可以用下式近似计算 待测场频率 环天线的自然谐振频率 误差修正因子 标准天线法 Q值法 使加到接收机(或真空管电压表)的校准电压与待测场在环天线输出端测得的电压相等效的条件下，再测量环天线的Q值，进而求得环天线中所感应的电压。据此电压和环天线的有效长度来计算场强。 半波偶极天线的校准 标准信号发生器输出端的开路电压 半波偶极天线的有效长度 半波偶极天线上的电流为正弦分布，则其有效长度可写为 标准信号发生器的阻抗应等于半波偶极天线的阻抗 标准场法 接收天线处的已知场可以由发射天线尺寸、天线上的电流及分布情况、离接收天线的距离、地面影响等参数计算得到，也可以用直接代替法中的标准接收天线测得。 本地发射机在接收天线处建立一个已知场，把由它在接收天线中感应的电压与待测感应的电压相比较而求得未知待测场强。 感应场法 标准场法 辐射场法 场强相位的测量 测量天线孔径面的相位图，可以预算远场方向图； 测量近场相位图，可以判定反射器天线初级馈源的相位中心以及它是否置于反射器的焦点上； 研究天线罩、透镜阶梯以及他散射体所产生的场失真时，测量相位图也是有用的 基本测量方法 近场场测量 远场测量 相位测量电路 测量线相位测量电路 两振幅相 节点移位量 测量线中的波长 所测相位值 相位测量电路 电桥相位测量电路 从校准移相器的刻度直接读出待测信号的相位值 所有联接装置的反射都应尽可能小，且可变衰减器不应引起相位畸变 方向图测量 现场测量 天线结构庞大、笨重（如长、中、短波广播发射天线、干线通信天线，电视发射天线等），不便搬动、运转；某些天线方向图特性受放置天线场地的影响很大，而实际使用又必须包括这些影响时（如一些机载、舰载、车载天线），测试工作均需在天线使用现场进行。采用现场测量方法的待测天线通常都固定不动，而让辅助天线绕待测天线在感兴趣的平面内作圆周运动，以测取该平面的方向图。 地面测试法 只限于测绘天线的水平面方向图主瓣 测天