天线的作用是什么?
在发射端,发射机产生的已调制的高频振荡电流(能量)经馈电设备输入发射天线(馈电设备可随频率和形式不同,直接传输电流波或电磁波),发射天线将高频电流或导波(能量)转变为无线电波—自由电磁波(能量)向周围空间辐射(见图1);在接收端,无线电波(能量)通过接收天线转变成高频电流或导波(能量)经馈电设备传送到接收机。从上述过程可以看出,天线不但是辐射和接收无线电波的装置,同时也是一个能量转换器,是电路与空间的界面器件。
天线测量的典型配置
大多数普通天线的测量是测定其远场的辐射特性,如方向图(幅度、相位、极化)、旁瓣电平、增益、频带宽度等。本节将定义这些测量的基本概念。
测量辐射特性的典型配置。基本步骤是将一副发射或接收的源天线放在相对于待测天线(AUT)的远场位置上,待测天线架设在可旋转平台上,旋转待测天线,借以采集大量方向图取样值,实现天线辐射特性的测量。由于天线是电磁开放系统,测试环境对测量结果将产生影响,因此必须合理选择测试场地,尽量实现无反射的环境,如建造微波暗室等。
天线测量中的互易性
天线测量中被测天线的工作状态可以是发射状态,也可以是接收状态。这可根据测量的内容,测量的设备、场地条件等因素灵活选择。由天线互易原理得知,两种工作状态测量该天线参数的结果应该是一致的。
然而在实际测量中,互易原理必须在一定条件下才能应用。
(1)天线必须是线性的、无源的,其馈源与高频头(LNB)为一体化的,不能用作发射。
(2)收发系统阻抗匹配要良好。虽然待测天线和源天线之间存在多次反射,但由于自由空间传播的衰减,这种影响并不严重。源天线、馈线、信号源以及待测天线、馈线及接收机,它们相互间的阻抗匹配是满足互易原理的重要条件。
(3)调换天线时,收发支路无有源器件,如功率放大器、低噪声放大器、混频器等。
天线辐射特性测量法分类
天线辐射特性测量方法。远场法可分为室外场、室内场及紧缩场;近场法可分为平面、球面、柱面近场测试法。
远场方法
远场方法又称为直接法,所得到的远场数据不需要计算和后处理就是方向图。但是它往往需要很长的距离才能测试天线的特性,所以大多数的远场方法都在室外测试场地进行。室外场又分高架场和斜架场,统称为自由空间测试场,主要缺点是容易受外界的干扰和场地反射的影响。远场方法如果在暗室里进行就称为室内场。因为所需空间很大,室内场往往成本高。
紧缩场在分类上是属于远场测试场,但是它不用很大的测试场,而是用一个抛物面天线和馈源,馈源放在抛物面天线的焦点区域,经过抛物面反射的波是平面波。这样被测天线就在平面波区域。紧缩场设备的加工精度要求很高,改变工作频段需要更换馈源,费用较大。
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