测量天线实践报告

测量天线实践报告姓名：------班级：------学号：------一、实践准备从网上查询有关天线的资料如下：1)天线简介天线（英语：antenna）是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。2)天线分类1、按工作性质可分为发射天线和接收天线。2、按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。3、按方向性可分为全向天线和定向天线等。4、按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等。5、按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频宽。6、按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线：由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。单极和双极天线是两种最基本的一维天线。二维天线：变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片）、喇叭状、碟状。3)天线参数1．谐振频率天线一般在某一频率调谐，并在此谐振频率为中心的一段频带上有效。2．增益“增益”指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。如果参考天线是全向天线，增益的单位为dBi。3．带宽天线的带宽是指它有效工作的频率范围，通常以其谐振频率为中心。4．阻抗“阻抗”类似于光学中的折射率。电波穿行于天线系统不同部分（电台、馈线、天线、自由空间）是会遇到阻抗差异。在每个接口处，取决于阻抗匹配，电波的部分能量会反射回源，在馈线上形成一定的驻波。此时电波最大能量与最小能量比值可以测出，称之为驻波比（SWR）。驻波比为1:1是理想情况。1.5:1的驻波比在能耗较为关键的低能应用上被视为临界值。而高达6:1的驻波比也可出现在相应的设备中。极小化各处接口的阻抗差（阻抗匹配）将减小驻波比并极大化天线系统各部分之间的能量传输。5．辐射方向图半波双极子天线（同上）增益（dBi）辐射方向图是天线发射或接受相对场强度的图形描述。天线向三维空间辐射，需要数个图形来描述。如果天线辐射相对某轴对称（如双极子天线、螺旋天线和某些抛物面天线），则只需一张方向图。不同的天线供应商/使用者对于方向图有着不同的标准和制图格式。[3]6．特性阻抗无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Z0表示。同轴电缆的特性阻抗的计算公式为7．衰减系数信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。单位长度产生的损耗的大小用衰减系数β表示，其单位为dB/m（分贝/米）。8．输入阻抗定义：天线输入端信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗具有电阻分量Rin和电抗分量Xin，即Zin=Rin+jXin。电抗分量的存在会减少天线从馈线对信号功率的提取，因此，必须使电抗分量尽可能为零，也就是应尽可能使天线的输入阻抗为纯电阻。9．工作频率无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作的，天线的频带宽度有两种不同的定义：二、实践过程与结果我和队友在南核的南一楼顶与南二南三楼顶发现了板状定向天线，天线位置如下：1.拍下天线实物图片：测量在天线附近的信号强度为：-51dBm31asu对照网上图片，发现其为板状定向天线。2.以下天线实物照片：附近信号强度为：-53dBm33asu该为GPS天线，天线参数为：频率：1575.42MHZ带宽：10MHZ型号：TJ-15AE-38A-02增益：38dBi3.以下天线实物照片：该天线为卫星通信接收天线，附近信号强度为：-65dBm24asu天线参数：输入频率：3.7-4.5GHZ输出频率：低频950-1450MHZ高频1550-2050MHZ增益：65dB4.以下为天线实物照片：由于距离太远无法观察参数等，不知这个是否是天线，是何种型号，参数多少。三、实践资料查询与补充1)板状定向信号介绍板状天线就是定向天线，板状天线是移动通信系统天线的一种，主要用于室外信号覆盖。无论是GSM还是CDMA，板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的基站天线。这种天线的优点是：增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能可靠以及使用寿命长。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。根据方向性的不同，天线有全向和定向两种。下面主要讲解一下它们之间的区别以及相关参数。全向天线：全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。增益一般在9dB以下。右图所示为全向天线的信号辐射图。全向天线的辐射范围比较象一个苹果。定向天线：也称板状天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高。有通过反射板的定向天线，也有通过阵列合成而成（成本太高，特别相控阵天线，一个移相器有上千块，一个T/R组件大概上万），增益可达到20dB以上。在卫星通信中用到高增益螺旋天线。我们也可以这样子来思考全向天线和定向天线之间的关系：全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗壮的反射面，信号只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方，加强了前面的信号强度。2)板状定向天线的参数频率范围：824～960MHz水平角度：90增益：14-17dBi极化：垂直标称阻抗：50Ohm电压驻波比：≤1.4前后比：25dB应用于网络覆盖以W24-V-15-90型号为例有如下指标：四、实践心得体会通过这次实践，我借助互联网了解了天线的部分知识，并查询了板状定向天线的资料，帮助我更好的学习天线通信，而不是仅仅从课本的理论知识中学习，教我认识了天线的实际形态并学会辨认天线，总之，收获颇丰，对我以后学习理论知识与实践能力有巨大的益处。