天线与电波传播实验报告

西安电子科技大学《天线与电波传播》

天 线 与 电 波 传 播第四章 天线阵

授课老师：徐云学

西安电子科技大学《天线与电波传播》

§4.1 引言多元天线：由两个或两个以上单个天线组成的天线 系统。 阵列天线：由两个或两个以上结构和取向完全相同 的天线平行排列组成的多元天线，又叫做天线阵， 可分为直线阵列，平面阵列和空间阵列等三种形式。 限于课时，我们只讨论直线阵列，它是分析阵列天 线的基础。 类型：离散元阵列；连续元阵列；线阵；平面阵； 立体阵。 天线元(阵列元):组成阵列天线的单个天线。Pr Pt e cdt e cdr 1 t

2

1 2 r

D t t , t D r r , r t r 4 R

2 2

西安电子科技大学《天线与电波传播》

§4.1 引言【阵列天线实物照片】

西安电子科技大学《天线与电波传播》

§4.1 方向图乘积定理【二元阵列】由两个天线元构成的直线阵列。 【二元天线阵的方向性】 设有两个结构和取向完全相同的 对称振子，相距为 d 且 d r ,如 左图所示，电流分别为 I I e 和 I I e

微波技术与天线实验报告

专业： 班级： 姓名： 学号：

1

微波技术与天线实验

实验一: 利用matlab绘制电基本阵子E面方向图和空间立体方向图。 1、绘制电基本振子E平面方向图： 程序：sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);

fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)'; f=abs(sin(sita)); fmax=max(max(f)); a=linspace(0,2*pi); f=sin(a);

subplot(1,1,1),polar(a,abs(f)); title('电基本振子E平面');

图1-1电基本振子E平面

2、绘制电基本振子空间立体方向图: 程序：sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);

fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)'; f=abs(sin(sita)); fmax=max(max(f));

[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,f/fmax);

2

subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);

axis([-1 1 -1 1 -1 1]);title('电基本振子空间主体

实 验 报 告

实验课程：学生姓名：学 号：专业班级：

微波技术与天线

2011年 6月3日

目 录

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

实验二 微波波导波长、频率的测量、分析和计算

实验三 微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算

实验四 微波网络参数的测量、分析和计算

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

一、实验目的 ：

（1） 熟悉基本微波测量仪器； （2） 了解各种常用微波元器件； （3） 学会功率的测量。 二、实验内容：

1、基本微波测量仪器

微波测量技术是通信系统测试的重要分支，也是射频工程中必备的测试技术。它主要包括

微波信号特性测量和微波网络参数测量。

微波信号特性参量主要包括：微波信号的频率与波长、电平与功率、波形与频谱等。微波网络参数包括反射参量（如反射系数、驻波比）和传输参量（如[S]参数）。

测量的方法有：点频测量、扫频测量和时域测量三大类。所谓点频测量是信号只能工作在单一频点逐一进行测量；扫频测量是在

实 验 报 告

实验课程：学生姓名：学 号：专业班级：

微波技术与天线

2011年 6月3日

目 录

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

实验二 微波波导波长、频率的测量、分析和计算

实验三 微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算

实验四 微波网络参数的测量、分析和计算

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

一、实验目的 ：

（1） 熟悉基本微波测量仪器； （2） 了解各种常用微波元器件； （3） 学会功率的测量。 二、实验内容：

1、基本微波测量仪器

微波测量技术是通信系统测试的重要分支，也是射频工程中必备的测试技术。它主要包括

微波信号特性测量和微波网络参数测量。

微波信号特性参量主要包括：微波信号的频率与波长、电平与功率、波形与频谱等。微波网络参数包括反射参量（如反射系数、驻波比）和传输参量（如[S]参数）。

测量的方法有：点频测量、扫频测量和时域测量三大类。所谓点频测量是信号只能工作在单一频点逐一进行测量；扫频测量是在

天线原理演示实验指导书

实验一 半波振子天线的制作与测试

一、实验目的

1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA连接器的连接方法。 2、掌握半波振子天线的制作方法。

3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR和回波损耗的方法。 4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。

二、实验原理

（1）天线阻抗带宽的测试 测试天线的反射系数（S11），需要用到公式（1-1）：

S11?ZA?Z0?|?|exp(j?)

ZA?Z0（1-1）

根据公式（1-1），只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值，就可以说明在此条件下天线的阻抗ZA接近于所要求的阻抗Z0（匹配），在天线工程上，Z0通常被规定为75Ω或者50Ω，本实验中取Z0=50Ω。天线工程中通常使用电压驻波比（VSWR）ρ以及回波损耗（Return Loss，RL）来描述天线的阻抗特性，它们和|Γ|的关系可以用公式（1-2）和（1-3）描述：

??1?|?|

1?|?|（1-2）

RL??20lg(|?|) [dB]

表1-1 工程上对天线的不同要求（供参考）

天线带宽 窄带（相对带宽5%以下） 驻波系数ρ的要求 ρ≤1.2或1.5 （1-3）

对于不同要求的天线，对阻抗匹配的要求也不一样，该要

Harbin Institute of Technology

天线技术实验报告

姓名： 班级： 学号： 院系： 电信学院

2014年5月

实验一 天线方向图的测量

一、 实验目的

1、 通过实验掌握天线方向图测量的一般方法。

2、 喇叭口径尺寸对方向图影响，E面、角锥喇叭与圆锥喇叭的比较。

二、 实验设备

发射源：信号发生器、测量线、被测天线、发射天线、天线转台、检波器或微波小功率计等。测量装置如图1所示。 发射天线 接收天线

匹配器 衰减器 信号源

图1 天线方向图测试系统

在接收端如有功率计，可直接用它测而不必用检波器，根据条件而定。

可变衰减器 检波器 选频放大器 三、 实验原理

测量方法：

1、固定天线法：被测天线不动以它为圆心在等圆周上测得场强的方式。

2、旋转天线法：标准天线不动为发射天线，而待测天线为接收天线，而自身自旋一周所测的方向图。本实验采用的是旋转天线的方法。 测量步

雷达环境与电波传播

姓名 学号：

完成时间：2012年9月28日

摘 要： 本文在引言部分简要阐述了雷达环境对雷达系统的关系，即随着雷达系统的灵敏度的提高提高会加重对雷达环境的重视，而且雷达电波的传播也受到了雷达环境的影响，为了使其更好地传播有必要研究二者关系。

在第二部分先是介绍了电波环境，电波环境分别包括地面、对流层、平流层（含中层）、电离层和磁层，并简介了各层的特征。此外第二部分还简述了不同的雷达环境对传播特性的影响，包括折射效应，衰减效应，色散效应，闪烁效应，杂波，多径效应，去极化效应，干扰与外噪声。

在第三部分介绍了一种方法叫做折射误差修正，该种方法可以减少折射现象对传播特性的影响。

关键词：电波环境；雷达电波；传播特性；折射误差

一、引言

因为电波环境不是武器系统的一个具体部件所以长期被人们忽略。对环境的掌握可以使信息系统处于领先地位的重要性，是知道20世纪80年代才被人们逐渐认识的。

雷达系统是在一定环境下运转的。电波环境是环境的重要组成部分。电波环境与雷达系统的关系是一种相互依存关系，对雷达系统性能既有抑制作用，又有相辅作用。电波环境虽然不是具体的装备系统的一个具体部件，但他它在系统设计和运转中起着

雷达环境与电波传播

姓名 学号：

完成时间：2012年9月28日

摘 要： 本文在引言部分简要阐述了雷达环境对雷达系统的关系，即随着雷达系统的灵敏度的提高提高会加重对雷达环境的重视，而且雷达电波的传播也受到了雷达环境的影响，为了使其更好地传播有必要研究二者关系。

在第二部分先是介绍了电波环境，电波环境分别包括地面、对流层、平流层（含中层）、电离层和磁层，并简介了各层的特征。此外第二部分还简述了不同的雷达环境对传播特性的影响，包括折射效应，衰减效应，色散效应，闪烁效应，杂波，多径效应，去极化效应，干扰与外噪声。

在第三部分介绍了一种方法叫做折射误差修正，该种方法可以减少折射现象对传播特性的影响。

关键词：电波环境；雷达电波；传播特性；折射误差

一、引言

因为电波环境不是武器系统的一个具体部件所以长期被人们忽略。对环境的掌握可以使信息系统处于领先地位的重要性，是知道20世纪80年代才被人们逐渐认识的。

雷达系统是在一定环境下运转的。电波环境是环境的重要组成部分。电波环境与雷达系统的关系是一种相互依存关系，对雷达系统性能既有抑制作用，又有相辅作用。电波环境虽然不是具体的装备系统的一个具体部件，但他它在系统设计和运转中起着

第三章 无线电波的传播与天线

无线电波的传播与天线的理论基础是麦克斯韦方程组、电磁场边界条件和媒质的特性方程。

在不同的激励条件和传播环境下，无线电波的传播规律与天线的辐射特性不同。激励条件由天线的形状、安装地点和位置等确定，无线电波的传播环境由电磁场边界条件和传播媒质的特性确定。本章主要讨论无线电波的传播规律和天线原理。

3.1无线电波的传播

3.1.1无线电波的基本概念

1.无线电波的理论基础

无线电波的理论基础是麦克斯韦方程组、电磁场边界条件和媒质的特性方程。下面简要复习这些方程，并着重说明其物理意义。

麦克斯韦方程组的微分形式如下：

???B ??E???t????D ??H?J??t???D??v

???B?0

上述方程的物理意义分别是：变化的磁场产生电场；电流和变化的电场产生磁场；电场的源是电荷；磁场是无源的。麦克斯韦方程组包含的物理意义可简要表述为：变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，变化的电场又产生变化的磁场从而形成电磁波。这是1873年Maxwell总结的规律，并为1887年Hertz的试验所证实，最后导致Marconi和Popov于1895年成功地进行了无线电波传送实验，从而开创了人类应用无线电波

电波主要传播方式

2008-06-05 11:25:45 作者：不详

电波传输不依靠电线，也不象声波那样，必须依靠空气媒介帮它传播，有些电波能够在地球表面传播，有些波能够在空间直线传播，也能够从大气层上空反射传播，有些波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。

任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等，这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将电波传播方式分成下列几种：

地表传播

对有些电波来说，地球本身就是一个障碍物。当接收天线距离发射天线较远时，地面就象拱形大桥将两者隔开。那些走直线的电波就过不去了。只有某些电波能够沿着地球拱起的部分传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面波。地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式，称为地面波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率愈高，地面波随距离的增加衰减愈快。因此，这种传播方式主要适用于长波和中波波段。

天波传播

声音碰到墙壁或高山就会反射回来形成回声，光线射到镜面上也会反射。无线电波也能够反射。在大气层中，从几十公里至几百公里的高空有几层