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天线方向性图及增益的仿真测量

一、实验目的

1．掌握天线测量的基本理论和方法；

2．熟悉用仿真软件实现天线参数测量的步骤；

3．熟悉和掌握天线参数测量仪器的使用。

二、实验要求

1．作好实验前的预习和准备工作，写出预习报告。

2．测量并绘制出法向和轴向螺旋天线的方向性图，计算出天线的增益系数。

三、实验原理

天线测量是研究和检测天线性能的一种，方向性系数是表征天线辐射电磁波

能量集中程度的参数，天线方向图是用图示法表示天线辐射能量空间分布的方法。

自由空间中天线的方向性系数D可以定义为：在同一距离及相同辐射功率的条件

下，天线在最大辐射方向上的辐射功率密度S和无方向性天线（点源）的辐射功率

max

密度S之比，或天线最大辐射方向的场强E与无方向性理想点源场强E的平方之

0max0

比，即

2

SE

maxmax

D==

（1）

S0P=PE02

rr0P=P

rr0

式中P、P分别为实际天线和无方向性天线的辐射功率。无方向性天线本身的方向

rr0

系数为1。

因为无方向性天线在距离r处产生的辐射功率密度为

2

Pr0E0

S==（2）

04πr2240π

所以由方向系数的定义得

22

rE

D＝max（3）

60P

r

因此，在最大辐射方向上的场强E可表示为

max

60PD

E=r（4）

max