天线技术实验报告

HarbinInstituteofTechnology天线技术实验报告姓名：班级：学号：院系：电信学院2014年5月实验一天线方向图的测量一、实验目的1、通过实验掌握天线方向图测量的一般方法。2、喇叭口径尺寸对方向图影响，E面、角锥喇叭与圆锥喇叭的比较。二、实验设备发射源：信号发生器、测量线、被测天线、发射天线、天线转台、检波器或微波小功率计等。测量装置如图1所示。发射天线接收天线图1天线方向图测试系统在接收端如有功率计，可直接用它测而不必用检波器，根据条件而定。三、实验原理测量方法：1、固定天线法：被测天线不动以它为圆心在等圆周上测得场强的方式。2、旋转天线法：标准天线不动为发射天线，而待测天线为接收天线，而自身自旋一周所测的方向图。本实验采用的是旋转天线的方法。测量步骤：无论是固定测量或者旋转天线法，他们都是可动天线每改变一个角度（2°）记录下来一个数值（检波器或小功率计指示），改变一周即得到360度范围内的方向图。测量要求：①测量天线时，收发天线应该保持水平和垂直方向上的对齐；②调节发射天线的衰减，使接受天线上的感应电流大于60mA，以保证测得方向图的明显；③在旋转天线的测量平面时，应该将收发天线同时旋转，避免产生极化垂直的问题，使得无法测量。四、实验步骤本试验是3公分波长的角锥喇叭，所用的仪器是微波分光仪，采用旋转天线法，标准天线不动，并将它匹配器衰减器信号源可变衰减器检波器选频放大器固定在旋转盘上，待测天线旋转一周所测数据。1、把待测天线即3公分波长的角锥喇叭固定在微波分光议的旋转盘上，再将标准喇叭固定在信号发生器上面，首先计算出两喇叭之间距离，其装置如图所示：发送接收图3角锥喇叭实验装置2、首先将发射旋钮拨至等幅位置，这是接收端的指示器微安表应有指示，其大小可通过调整发射端的衰减，使得接收的指示器指针可达60-80uA左右。3、使两喇叭在同一直线上而且在同一平面内。4、测量：首先记下接收端微安表指示值，向左半平面旋转接收喇叭，每旋转一度，记下相应的电流表的指示，直到显示为零，然后向右半平面旋转，记下相应的数据，在坐标纸上画出方向图，计算出半功率角宽度，及有关角锥喇叭的各种参数。五、实验数据1、E面喇叭E面方向图①极坐标②E面喇叭E面归一化③E面喇叭E面分贝归一化主瓣宽度约为10度2、E面喇叭H面方向图①极坐标②E面喇叭H面归一化③E面喇叭H面分贝归一化主瓣宽度大致为20度。3、角锥喇叭E面方向图①极坐标②角锥喇叭E面归一化③角锥喇叭E面分贝归一化主瓣宽度约为13度4、角锥喇叭H面方向图①极坐标②角锥喇叭H面归一化③角锥喇叭H面分贝归一化主瓣宽度约为12度.5、圆锥喇叭E面方向图①极坐标②圆锥喇叭E面归一化③圆锥喇叭E面分贝归一化主瓣宽度约为15度.6、圆锥喇叭H面方向图①极坐标②圆锥喇叭H面归一化③圆锥喇叭H面分贝归一化主瓣宽度约为18度。六、实验体会通过对天线的测量和分析，使我懂得了天线的原理和作用。天线在生活中虽然很常见，但却从来不懂得它的意义何在。此次实验，让我主动的查找资料，并且不断的和同学交流，使我更加深刻的理解了天线的工作原理。通过matlab软件画天线的极坐标方向图、归一化方向图和分贝归一化方向图，可以把实际中很抽象的问题转化为清晰明了的图形，大大减轻了对天线的研究和开发工作，提高了效率。通过对实验原理的学习和测量的结果的分析，可以知道天线的方向性图与天线喇叭口径的尺寸和形状有关系。实验分别测量了E面喇叭、圆锥喇叭和角锥喇叭的E面、H面方向图，知道了E面喇叭的方向图不如角锥喇叭的增益大，但是E面喇叭有较大的主瓣宽度。在测量中，也发现了不少问题，例如若发射天线的衰减较大，使得接收天线的感应电流过小的话，会让结果测量不准确；极化对天线的增益有很大的影响，当发射天线和接收天线的极化方向垂直时，将无法互相通信；当收发天线在垂直平面上没有对准的话，也会使接收天线的感应电流过小等问题。这些问题的发现让我们学到了很多。附录：实验数据E喇叭E面角度测量数据归一化分贝归一化-3000-2500-2300-2210.021-33.442-2110.021-33.442-2020.043-27.4214-1920.043-27.4214-1820.043-27.4214-1720.043-27.4214-1620.043-27.4214-1520.043-27.4214-1420.043-27.4214-1320.043-27.4214-1230.064-23.8995-1140.085-21.4008-1060.128-17.8789-970.149-16.54-8100.213-13.442-7140.298-10.5194-6160.34-9.35956-5230.489-6.2074-4230.489-6.2074-3290.617-4.194-2340.723-2.81238-1400.851-1.400760460.979-0.18681460.979-0.1868247103440.936-0.57294390.83-1.620675360.787-2.077926330.702-3.071687280.596-4.49888230.489-6.20749180.383-8.3365110150.319-9.9201311110.234-12.61411280.17-15.38021360.128-17.87891440.085-21.40081530.064-23.89951620.043-27.42141720.043-27.42141820.043-27.42141920.043-27.42142010.021-33.4422110.021-33.4422210.021-33.44223002400250026002700280029003000E喇叭H面角度测量数据归一化分贝归一化-5100-5010.022-33.1515-4910.022-33.1515-4810.022-33.1515-4710.022-33.1515-4610.022-33.1515-4510.022-33.1515-4420.043-27.3306-4320.043-27.3306-4220.043-27.3306-4120.043-27.3306-4020.043-27.3306-3920.043-27.3306-3830.065-23.7417-3730.065-23.7417-3630.065-23.7417-3540.087-21.2096-3440.087-21.2096-3340.087-21.2096-3250.109-19.2515-3150.109-19.2515-3060.13-17.7211-2970.152-16.3631-2880.174-15.189-2790.196-14.1549-26100.217-13.2708-25110.239-12.432-24120.261-11.6672-23130.283-10.9643-22140.304-10.3425-21150.326-9.73565-20160.348-9.16842-19180.391-8.15646-18200.435-7.23021-17210.457-6.80168-16230.5-6.0206-15250.543-5.304-14260.565-4.95903-13270.587-4.62724-12280.609-4.30765-11300.652-3.71505-10330.717-2.88962-9340.739-2.62711-8350.761-2.37231-7360.783-2.12476-6370.804-1.89488-5380.826-1.6604-4400.87-1.20961-3420.913-0.79058-2430.935-0.58377-1430.935-0.583770450.978-0.193221450.978-0.193222450.978-0.1932234610446105450.978-0.193226450.978-0.193227450.978-0.193228410.891-1.002459410.891-1.0024510410.891-1.0024511400.87-1.2096112380.826-1.660413370.804-1.8948814350.761-2.3723115340.739-2.6271116330.717-2.8896217320.696-3.1478218310.674-3.426819300.652-3.7150520290.63-4.0131921270.587-4.6272422230.5-6.020623220.478-6.4114424200.435-7.2302125180.391-8.1564626170.37-8.6359727170.37-8.6359728160.348-9.1684229140.304-10.342530130.283-10.964331110.239-12.4323290.196-14.15493380.174-15.1893480.174-15.1893570.152-16.36313670.152-16.36313760.13-17.72113860.13-17.72113960.13-17.72114060.13-17.72114150.109-19.25154240.087-21.20964340.087-21.20964430.065-23.74174530.065-23.74174630.065-23.74174720.043-27.33064820.043-27.33064920.043-27.33065020.043-27.33065120.043-27.33065220.021-33.55565310.021-33.55565410.021-33.55565510.021-33.5556561057005800圆锥喇叭E面角度测量数据归一化分贝归一化-3000-2920.029-30.752-2820.029-30.752-2730.043-27.3306-2640.057-24.8825-2550.071-22.9748-2460.086-21.31-2380.114-18.8619-2290.129-17.7882-21110.157-16.082-20130.186-14.6097-19140.2-13.9794-18140.2-13.9794-17140.2-13.9794-16140.2-13.9794-15140.2-13.9794-14150.214-13.3917-13160.229-12.8033-12180.257-11.8013-11200.286-10.8727-10240.343-9.29412-9280.4-7.9588-8340.486-6.26727-7380.543-5.304-6450.643-3.83578-5500.714-2.92604-4560.8-1.9382-3620.886-1.05133-2640.914-0.78108-1680.971-0.25562070101690.986-0.122462680.971-0.255623660.943-0.509774640.914-0.781085600.857-1.340386530.757-2.418087500.714-2.926048420.6-4.436979350.5-6.020610320.457-6.8016811260.371-8.6125212210.3-10.457613170.243-12.287914140.2-13.979415110.157-16.0821690.129-17.78821780.114-18.86191880.114-18.86191