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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮
北京邮电大学
电磁场与电磁波测量实验
实验报告
实验内容：微波天线方向图测试实验
学院：电子工程学院
班级：2010211203班
学号
姓名：张俊鹏
2013年5月23日
非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮
一、实验目的
微波天线是微波通信设备中一个重要的组成部分，微波信息的质
量与天线性能密切相关。通常，微波天线都为面式天线，验证这类天
线的性能，首先是通过测量来实现的。本次实验的主要目的就是研究
天线发射微波信号后接受的状况，并通过矢量网络分析仪来分析接受
电磁波的特点，给出矢量分析图形，直观的得到各方向的长枪分布特
点，从而进一步研究微波天线的通信状况。
二、微波天线的主要技术参数
1.方向性
（1）方向性图
天线的基本功能是将馈线传输的电磁波变为自由空间传播的电
磁波，天线的方向图是表征天线辐射时电磁波能量（或场强）在空间
各点分布的情况，它是描述天线的主要传输之一。
天线的方向性图是一个立体图形。它的特性可以用两个互相垂直
的平面（E平面和H平面）内方向性图来描述。如下图1所示。
图1天线方向性图
天线方向性图能直观地反映出天线辐射能量集中程度、方向性图
越尖锐，表示辐射能量越集中，相反则能量分散。若天线将电磁能量
非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮
均匀地向四周辐射，方向性图就变成一球面，称作无方向性，这就是
一理想点源在空中辐射场。天线方向性图可通过测试来绘制，如测得
的是功率，即可绘出功率方向性图，如测得的是场强，则绘出场强方
向性图，但两者图形形状是完全一样的。通常图形方向性图有多个叶
瓣，其中最大辐射方向的是叶瓣，称主瓣，其余称副瓣（或旁瓣）。
在方向性图中主瓣信息是我们最关心的。
方向性图主瓣宽度
方向性图主瓣宽度是指半功率点（功率下降为最大辐射方向功率
一半之点）之间宽度，它是由主瓣最大值“1”下降到“0.5”处两点
与零点连接形成的夹角，用2θ来表示，如图2所示。
0.5
图2方向性图主瓣副瓣示意
方向性图主瓣零点角
如图2所示，方向性图零点角是指主瓣两侧零辐射方向之间夹角，
用2θ来表示。
0
方向性图副瓣电平
方向性图副瓣功率电平表示副瓣功率电平相对于主瓣功率电平
的比值，一般用分贝（dB）来表示，即：
非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮
功率方向性图副瓣最大值
副瓣电平＝10lgdB（1）
功率方向性图主瓣最大值
一般希望副瓣电平越低（即负值越大）越好。
（2）方向性系数
上述方
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