天线原理实验报告

### 天线原理实验报告知识点总结 #### 一、天线辐射特性的测量 ##### （一）实验目的 - 验证电磁波的辐射特性，通过待测天线（如八木天线、对数周期天线等）作为接收天线来接收电磁波信号。 - 改变待测天线的方位角，获取不同方位角下的场强值，并据此绘制出待测天线的归一化方向图。 - 计算天线的前后比，进一步分析天线的辐射性能。 ##### （二）实验仪器与实验预习要求 - **实验仪器**：场强仪（CDS763型）、待测天线（八木天线、对数周期天线等）、三脚架。 - **预习要求**：熟悉八木天线的方向图及其辐射特性；了解场强仪的工作原理和使用方法。 ##### （三）实验原理 - **天线的方向图**：用于表征天线辐射特性与空间角度之间的关系，通常是一个三维图形。通过在距离天线相位中心足够远的球面上，逐点测定天线的辐射特性来绘制方向图。 - **互易原理**：天线在发射和接收模式下的方向图相同，因此可以利用接收模式来测量天线的辐射特性。 ##### （四）实验步骤 1. 将待测天线（例如八木天线）水平固定于三脚架上，并通过50-75欧姆的阻抗转换器与场强仪相连。 2. 开启场强仪并设置工作频率，适当调整三脚架的位置以获得较稳定的较大场强值。 3. 改变天线的角度，每30度记录一次场强仪的读数。 4. 每个频道至少收集11个数据点。 ##### （五）实验数据记录 - **八木天线I型测试结果**：记录了不同角度下的频率值、阻抗值等信息。 - **Smith圆图测试结果**：记录了RFID天线在特定频段内的阻抗值，并通过Smith圆图展示。 ##### （六）实验注意事项 - 测试前需使用保护接头将矢量网络分析仪的测试端口与被测天线相连。 - 测试过程中保持天线位置不变，以确保数据的准确性。 ##### （七）思考题 - **网络分析仪的优点**：提供精确的数据、操作简便快速、效率高且显示清晰。 - **影响天线输入阻抗的因素**：主要包括天线的材料、形状、尺寸以及工作频率。 #### 二、天线驻波比的测量 ##### （一）实验目的 - 掌握使用矢量网络分析仪测量天线驻波比的方法。 - 学习使用AV36580A型矢量网络分析仪进行天线驻波比测量的基本操作步骤。 ##### （二）实验仪器与实验预习要求 - **实验仪器**：矢量网络分析仪（AV36580A）、待测天线（八木天线、对数周期天线等）。 - **预习要求**：无需特别说明。 ##### （三）实验原理 - **驻波比**：反映天线与传输线之间匹配程度的一个指标，其理想值为1，表示完全匹配。在移动通信系统中，驻波比通常要求小于1.5。 ##### （四）实验步骤 1. 连接矢量网络分析仪与待测天线。 2. 设置测量参数，包括频率范围和扫描方式。 3. 执行单端口机械校准。 4. 观察并记录测量结果。 ##### （五）实验数据记录 - **八木天线驻波比图**：展示了八木天线在不同频率下的驻波比变化情况。 - **对数周期天线驻波比图**：展示了对数周期天线在特定频段内的驻波比变化情况。 通过这些实验步骤和数据分析，我们能够深入理解天线的基本原理、辐射特性以及驻波比的影响因素，这对于提高天线的设计与应用具有重要意义。