天线原理实验报告.docx

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1、HarbinInstituteofTechnology天线原理实验报告课程名称：天线原理院系：电信学院班级：姓名：学号：同组人：指导教师：刘北佳实验时间：2015/5/13实验成绩：哈尔滨工业大学一、实验目的1.掌握喇叭天线的结构、分类和特性参数。2.掌握天线方向图的意义和测量方法。3.对比分析几种天线的辐射特性和性能。二、实验原理1.天线电参数天线电参数主要包括：方向图、方向性系数、有效长度、增益、效率、输入阻抗、极化、频带宽度。1）方向图：天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形，称为辐射方向图或辐射波瓣图。2）方向性系数：在相同

2、辐射功率，相同距离情况下，天线在某方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比。3）有效长度：在保持天线最大辐射场强不变的情况下，假设天线上的电流为均匀分布时的等效长度。4）增益：在相同输入功率，相同距离情况下，天线在某方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比。5）效率：天线将导波能量转换成电波能量的有效程度。6）输入阻抗：天线输入端呈现的阻抗值。7）极化：天线在给定空间方向上远区无线电波的极化，即时变电场矢量端点运动轨迹的形状、取向和旋转方向。8）频带宽度：天线电参数保持在要求范围内的工作频率范围。1.

3、喇叭天线喇叭天线由逐渐张开的波导构成。按口径形状可分为矩形喇叭天线与圆形喇叭天线等。波导终端开口原则上可构成波导辐射器，由于口径尺寸小，产生的波束过宽；另外，波导终端尺寸的突变除产生高次模外，反射较大，与波导匹配不良。为改善这种情况，可使波导尺寸加大，以便减少反射，又可在较大口径上使波束变窄。2.方向图测量（测试环境、最小测试距离、极化）测试环境：最理想的场地是自由空间，可以通过微波暗室来模拟，本次实验在实验室进行测量，测量过程中存在一定干扰；最小测试距离：实际测量中，发射天线到接收天线距离有限，为保证测量精度需规定被测天线入射波的幅度、相位条

4、件来确定最小测试距离；极化：天线在给定空间方向上远区无线电波的极化，通常指天线在其最大辐射方向上的极化。天线不能接收与其正交的极化分量，只有天线极化与来波极化一致时为极化匹配，接收机才可获得最大功率，极化失配时需乘以失配因子。1.E面、H面、主瓣宽度1）E面：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面；2）H面：通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面；3）主瓣宽度：方向图呈波瓣形，最大的波瓣即主瓣，主瓣宽度包括零功率点波瓣宽度（FNBW）及半功率点波瓣宽度（HPBW）。FNBW：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角；HPBW：主瓣最大值两边功率为

5、最大功率一半的两辐射方向之间的夹角。一、实验仪器发射喇叭天线：楔形角锥喇叭；接收喇叭天线：H面扇形喇叭、E面扇形喇叭、楔形角锥喇叭、圆锥喇叭；功率显示器；电源；工作盘二、实验步骤（1）将发射角锥喇叭天线与接收喇叭天线（E面扇形喇叭）垂直固定于工作盘并对准开口测E面方向图；（2）左右旋转接收喇叭天线同时观察功率表找到最大值点，将该点对准刻度盘0°；（3）向左旋转转盘，每转1°读一次示数并记录，读到不再有示数显示为止；（4）刻度盘归零，向右旋转转盘步骤同（3）；（5）接收喇叭天线换成其他类型，测出数据，步骤同上；（6）用EXCEL统计数据并作出各天

6、线雷达图；五、实验数据（1）E面喇叭的E、H面方向图值相位/°E值E归一化H值H归一化1600.903614458731256.10.844879518720.986301373520.78313253700.95890411444.80.674698795700.958904115390.58734939869.20.947945205...............1910.015060241440.602739726200.50.00753012420.575342466210.20.00301204838.40.526027397220.

7、10.001506024350.479452055230.0000011.50602E-0833.20.454794521...............3030.0000011.50602E-080.0000011.36986E-083040.0000011.50602E-080.10.0013698633050.0000011.50602E-080.10.0013698633060.0000011.50602E-080.20.0027397263310.0000011.50602E-08180.2465753423320.20.0030120

8、48200.273972603...............35562.10.93524096470.20.96164383635665.80.990