天线测试方法介绍

来源:188bet亚洲体育官网  作者:188bet官网在线登录  2022-08-20 05:01:12

  无线电波应该称作电磁波或者简称为EM波,因为无线电波包含电场和磁场。来自发射器、经由

  因此,电磁场的特性变化取决于与天线的距离。可变的电磁场经常划分为两部分——近场和远场。要清楚了解二者的区别,就必须了解无线电波的传播。

  图1展示了典型的半波偶极子天线是如何产生电场和磁场的。转发后的信号被调制为正弦波,电压呈极性变化,因此在天线的各元件间生成了电场,极性每半个周期变换一次。天线元件的电流产生磁场,方向每半个周期变换一次。电磁场互为直角正交。

  (1)围绕着半波偶极子的电磁场包括一个电场(a)和一个磁场(b)。电磁场均为球形且互成直角。

  天线旁边的磁场呈球形或弧形,特别是距离天线近的磁场。这些电磁场从天线向外发出,越向外越不明显,特性也逐渐趋向平面。接收天线通常接收平面波。

  虽然电磁场存在于天线周围,但他们会向外扩张(图2),超出天线以外后,电磁场就会自动脱离为能量包独立传播出去。实际上电场和磁场互相产生,这样的“独立”波就是无线)距离天线一定范围内,电场和磁场基本为平面并以直角相交。注意传播方向和电磁场均成直角。在(a)图中,传播方向和电磁场线方向成正交,即垂直纸面向内或向外。在(b)图中,磁场线垂直纸面向外,如图中圆圈所示。

  (3)近场和远场的边界、运行频段的波长如图所示。天线应位于正弦波左侧起始的位置。

  19世纪70年代末,在无线电波发明之前,苏格兰物理学家詹姆斯?克拉克?麦克斯韦预测出了电磁波的存在。他综合了安培、法拉第和欧姆等人的定律,制定了一套方程表达电磁场是如何相互产生和传播的,并断定电场和磁场互相依存、互相支持。19世纪80年代末,德国物理学家海因里希?赫兹证明了麦克斯韦的电磁场理论。

  这里有两个问题需要讨论。接收功率和距离r的平方成反比,和波长的平方成正比,也就是说,波长较长、频率较低的电磁波传的更远。例如,同等的功率和天线GHz的信号传播得更远。这一公式也常常用它来分析现代无线应用的信号强度。

  当接收天线主瓣对准发射天线时,所接收到的信号为ED。移动接收天线,则接收天线的直射信号ED与反射信号ER的相对相位将会改变,此时接收天线收到的信号幅度将产生波动,如图所示,这一波动反映空间固有驻波,由此即可得到反射电平。

  将接收天线转到比最大电平低a(dB)的方位角q时,则所接收的直射信号Eq=ED10a/20。当反射信号与直射信号同相时合成场最大,这时以b表示:

  测试近场工作区反射电平时,发射天线先置于暗室中心轴线上,接收天线置于正对被测墙壁的一个合理位置,并沿两天线轴线移动一段距离进行反射电平的测试。测试位置如图所示。

  远场静区幅度均匀性是指发射天线保持不动,接收天线在静区内沿指定行程线移动时,接收信号幅度变化情况。在进行幅度均匀性测试时,接收天线沿图所示的区域不同高度的行程线进行横向运动,采集区域内各个位置的幅度数据,经过数据筛选及处理后得到静区内一个圆形平面的幅度均匀性测量结果。通过对静区内多个平面进行测量,得到整个静区的幅度均匀性测试结果。

  b)设置信号源频率为1GHz,输出功率调至合适大小使发射天线辐射信号,接收天线在正对发射天线方向,沿待测行程线移动,并记录接收信号曲线;c)改变测试行程线在一个测试面内的不同高度进行测量;d)改变天线极化方式,重复以上步骤a)~c)的测量;

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