微波仿真论坛 - 八木天线的设计仿真与测试(1)(8)

北尕交通人学硕十论文

2-12测试场测量方向图

2. 5天线的校准

天线是辐射发射测量的必用设备，天线系数的准确性是影响测试不确定度的 重要因素。由于常用辐射发射天线（如双锥、对数周期、复合天线等）体积较大, 运输不便，对校准场地又有一定的要求，检测试验室通常将其校准周期定为一年。 一旦天线在使用过程中出现问题，如磕碰等势必影响测试的不确定度。本节就介 绍一些天线校准的一些初步尝试，介绍常用天线系数的校准方法并以此开展天线 系数校准时参考113]。

1. 常用的天线校准方法

标准场地法：利用标准天线校准场地和两付结构形式与被校天线相同的辅助 天线进行天线系数校准的一种方法。

参考天线法：使用具有良好匹配变换器的偶极子天线，该天线方向图和天线 系数非常接近理论值将该天线和被校天线放在同一场中直接换算出被校天线天线 系数的一种方法。

标准天线法：利用标准接收天线直接测量出场强值然后将被校天线放在同一 场中进行天线系数校准的一种方法。

标准场法：设计建立一个标准场，这个场的强度和空间分布是可以准确计算 的，将被校天线放入这个已知强度的标准场中进行天线系数校准的一种方法。

等效电容法：等效电容法是利用特制电路去校准天线的方法

2. 校准方法比较

标准场地法：适用于30—1000MHz频率范围内的天线校准，特别适用于宽带天 线如双锥天线对数周期天线的校准。该方法的优点是只需要一个相对标准的开阔

大线的基本理论

试验场。设备场地资金投入需求不大，可实现全自动测试数据处理。可实现全自 动测试，数据处理方便，操作相对简单。缺点是校准时需要两副与被校天线结构 形式相同（具有相同使用频段）的辅助天线，故此法亦俗称三天线法。对使用中 需进行调谐的天线（如偶极子天线）则校准过程烦琐。

参考天线法：适用于30_〗000MHZ频率范围内的天线校准。此方法的优点是只 需一个相对标准的开阔试验场和一副具有较高精度的偶极子天线。设备场地资金 投入需求不大，缺点是频率范围有限测试过程较烦琐对所测量用的参考偶极子天 线要求较高。

标准天线法：适用于10kHz — 1000MHz频率范围内的天线校准。（在此频率外的 天线校准也可参考此方法)。此方法的优点是频率范围宽，校准对象周限性小。缺 点是标准天线需专门研制技术含量较高。此方法比较适用于专业计量机构。

标准场法：适用于10kHz —1000MHz频率范围内的天线校准。在此频率外的天 线校准也可参考此方法。该方法的优点是频率范围宽，校准对象局限性小。缺点 是标准场的建立十分复杂，场地设备投入较大，技术含量很高。此方法比较适用 于专业计量机构

综上所述，如果只是对辐射测量用天线进行中间检查，使用标准场地法和参 考天线法是相对容易实现的选择。

下面就以标准场地法为例，简要描述天线的此种校准方法。 3.标准场地法的测试程序

测试场地要求：开阔试验场，测试场地应足够大，例如对于10m距离天线校准， 应该有至少7m xl4m的接地平板，接地平板边缘2(k内不允许有反射物（树木、架 空电力线等），接地平板可以由钢板也可以由金属丝网构成，，但对高质量校准场 地推荐使用钢板接地平板任意2m内两点高度差应控制在3 m以内.

测试需要的仪器设备： a. 信号源

信号源可以使用梳状信号发生器也可使用鲁通信号发生器，一般合成信号源 和梳状信号发生器都能满足频率稳定度和幅度稳定度的要求。信号禪输出应保jE 产生的辐射场比背景噪声高10dB以上（梳状信号发生器在个别频点不能满足此要 求）?如果有个别频率点不能满足此要求，则应在校准结果中将该频率点剔除或 将信号源的频率进行微调避开该频率点，一般的扫频源幅度稳定度和频率稳定度 不能满足，要求应避免使用

b. 接收设备

对于接收设备没有什么特殊要求，可以使用频谱分析仪也可以使用测量接收 机，但接收设备应在校准有效期内。

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