北邮微波测量实验+实验总结-(天线与电波传播).pdf

电磁场与微波测量实验

实验报告

实验名称:

班级：

姓名：

学号：

学院：

北京邮电大学
实验七.天线与电波传播

一、实验目的

（1）掌握微波信号发生器及测量放大器的使用方法。
（2）了解水平面接收天线方向性的测量方法。
二、实验仪器

标准信号发生器、选频放大器、喇叭天线、波导调配器、可变衰减器、波导
元件。
三、实验原理及步骤

对于辐射波传输方式，最重要的是测试其辐射场幅值分布的方向性，其表征
量是天线方向函数及方向图。
1．系统组成

喇叭天线
信号源可变衰减器波导
（发射天线）

旋转

喇叭天线
测量放大器波导调配器
（接收天线）

图1-1系统组成原理框图
2．喇叭天线
工程上常用的喇叭天线是角锥喇叭，原因是其匹配较好而效率接近100%（G
≈D）。但是由于其口径场的幅值、相位不是均匀分布，虽然其辐射主向仍是口径
面法线方向（波导轴线方向），但是主瓣宽度、方向系数的计算很复杂。可用以
下公式进行估算：
E面（yoz面）主瓣宽度

253（1-1）
0.5Eb

H面（xoz面）主瓣宽度

280（1-2）
0.5Ha
1
方向系数（最佳尺寸的角锥喇叭）

4ab
D0.5111（1-3）
2

图1-2是角锥喇叭的三维标高方向图。具体参数喇叭口径a=5.5λ，b=2.75
11

λ；波导口径a=0.5λ,b=0.25λ；虚顶点至口径面距离＝＝6λ。
12

图1-2角锥喇叭的三维标高方向图
图1-3为本实验所用喇叭天线示意图：

104mm

mm
175

75º
72º

m
179mm4m
26mm13

图1-3实验所用喇叭天线

3．测水平面接收天线方向性
图1-1为测量喇叭天线方向性的系统组成情况。测量时改变接收喇叭天线的
方位角，可测出喇叭天线水平面的方向性（按接收到信号的强弱）。
严格的测量应在微波暗室中进行，这样可以消除反射波影响。但在微波段，
因其传播方向性较强，而且房屋墙壁吸收较强，地面影响也可略去，因而这样在
普通实验室内测量偏差也不很大。
测天线方向图应有专用天线转台，它有精确的角度（水平面方位角，垂直面
俯仰角）刻度指示。本实验主要测水平面即方位方向性。
四、实验内容及数据处理

（1）微波天线方向图测试报告

旁瓣宽度
-3.0db:26.33
-6.0db:39.82
-10.0db:54.30
-15.0db:225.13

（2）数据表格
角度幅度
最大:最大:
359.70-29.23
0.00-29.27
0.00-29.27
1.05-29.23
2.04-29.23
3.06-29.25
4.04-29.35
5.06-29.42
6.05-29.54

7.05-29.65
8.05-29.86
9.05-30.05
10.04-30.30
11.05-30.63
12.04-30.89
13.04-31.25
14.05-31.56
15.04-31.92
16.03-32.27
17.03-32.64
18.04-33.05
19.03-33.40
20.04-33.83
21.02-34.21
22.02-34.59
23.04-34.98
24.02-35.39
25.02-35.86
26.02-36.45
27.03-36.92
28.03-37.61
29.02-38.16
30.02-38.91
31.01-39.64
32.03-40.50
33.03-41.20
34.03-42.19
35.03-42.95
36.02-43.76
37.01-44.57
38.03-45.53
39.02-46.05
40.02-46.99
41.02-47.46
42.00-48.24
43.00-48.52
44.01-49.35
45.01-49.81
46.01-50.24
47.01-51.01
48.00-51.64
49.01-52.01

50.00-52.36
51.01-53.01
52.01-53.38
52.99-53.83
54.00-53.89
55.00-54.01
56.00-54.36
57.00-54.45
57.99-54.88
58.99-54.83
60.00-55.29
60.98-55.29
61.99-55.96
62.98-55.85
63.99-56.66
64.99-56.69
65.99-56.98
66.99-57.17
67.99-57.06
69.00-56.28
69.97-55.31
70.98-54.50
71.98-54.07
72.97-53.77
7