电磁场与微波测量设计实验

北京邮电大学电磁场与微波测量实验总结和设计实验电磁场与微波测量实验总结和设计姓名:学号：班级: 学院：电子工程学院日期:2012年5月 7 / 7电磁场与微波测量实验总结到此为止，本学期电磁场与微波测量的实验基本就结束了。从开始的基础实验，到最后的设计实验，我们觉得收获了很多。最重要的是，我们了解了如何进行简单的电磁场和微波测量，在此之前，我们并没有了解过类似的知识，也并没有过类似的实验经验。每一次实验都要首先弄懂实验原理，学习使用测量仪器，进行实验，数据统计和数据处理分析，在每个环节我们都有可能卡壳，但是我们最终完成了要求的所有内容，不得不说是自己的一次超越。做完了这几次实验，总体感觉电磁场的实验比较简单，而微波测量实验稍难。我想这和我对知识的理解和掌握程度有关。由于曾经对电磁场的学习和理解比较深入，而微波更多的是一知半解。这让我认识到理论是实践的基础，在我以后的学习中应该同样的注重理论知识的理解掌握。在本学期实验即将完成之际，我想向曾经给我帮助和支持的人们表示衷心的感谢。感谢我的指导老师赵同刚老师，赵老师在不顾辛苦和压力的情况下，不厌其烦的给我们讲解每一个实验的原理、过程、注意事项等，让我们能够顺利的完成基础实验，同时对于一些基本的实验相关的技术有了一定的了解，为后续的实验打下了良好的基础。还要感谢所有帮助我给我提出宝贵建议的老师和同学，我的学业能有目前的成绩是受益于大家，再次表达我衷心的感激之情。下面在本学期电磁场和微波测量实验的基础上提出以下实验，请老师多多指导。设计实验课题天线返回损耗测量实验目的：一、了解天线的基础知识。二、了解常见的天线结构。三、利用频谱仪测量天线的返回损耗实验原理：天线是射频系统中不可缺少的组成部分，其主要功能是将电磁波发射至空气中或从空气中接收电磁波，相当于射频发射接收电路与空气的信号耦合器。合适的天线可以改善信号分布增大信噪比、克服覆盖范围内1. 辐射效率定义为式中, Pr为天线辐射出的功率，单位为W；Pi为馈入天线的功率，单位为W。2. 辐射方向图：用一极坐标图来表示天线的辐射场强度与辐射功率的分布，如图1所示。图2-1 辐射方向图3. 半功率角的定义如图2-2所示。 (a)按电场定义 (b)按功率定义图2 半功率波束宽度4. 旁瓣：在主辐射波瓣旁，还有许多副瓣，沿角度方向展开如图3所示。其中HPBW为半功率波束宽度，辐射最大功率下降3dB时的角度；FNBW为第一零点波束宽度；SLL为旁瓣高度，辐射最大功率与最大旁瓣的差。图3 主瓣与旁瓣5. 方向系数D定义为式中，Pmax为最大功率密度，单位为W/m2；Pav为平均辐射功率密度，单位为W/m2。6. 天线增益G定义为式中，Pr为被测天线距离R处所接收到的功率密度，单位为W/m2；Pi为全向性天线距离R处所接到的功率密度，单位为W/m2。增益为G的天线距离R处的功率密度应为接收功率密度，即7. 天线输入阻抗Zin定义为式中，U为在馈入点上的射频电压；I为在馈入点上的射频电流。天线是个单端口网络，输入驻波比或反射系数是一个基本指标，为了使天线辐射尽可能多的功率，必须使天线与空气匹配，输入驻波比尽可能小。阻抗,驻波比与反射系数的关系为实验内容：返回损耗的测量1. 参考GRF-3100中T-4(R-1)。2. 将频谱分析仪准备好；将Bridge的射频信号输入端口接到频谱分析仪的TG输出端；将Bridge的反射信号输出端口利用RF Cable连接到频谱分析仪的RF输入端。3. 将频谱分析仪的起始频率、终止频率与分辨率频宽 (RBW) 根据下图所示的步骤将其分别设定为600 MHz、1200 MHz与3 kHz。4. 将连接于Bridge的RF输出端的RF Cable开路，然后根据下图所示的步骤启动频谱分析的TG (Tracking Generator) 功能，并校正频谱分析仪。5. 将连接在Bridge的RF输出端的RF Cable接到T-4的输入端来测量其返回损耗，同时在T-4的输出端接入天线，并将频谱分析仪的Marker的频率定在900 MHz，记录测量结果。 6. 按照以上设置，将连接于Bridge的RF输出端的RF Cable接于R-1的输出端来测量其返回损耗，同时于R-1的输入端接入天线，并将频谱分析仪的Marker的频率定在900 MHz，记录测量结果。