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9第9章 天线增益的测试 第9章 天线增益的测试 9.1 两天线法 1．用途 当有两个相同的小型天线要测增益时，可用此法。尤其是圆极化天线，因为不容 易找到标准增益天线作比较，不得不采用此法。此法适于测试小的辐射中心明确的天 线，如常见的手机天线、笔记本天线、瓷片GPS天线或单组贴片天线等等，不一而足。 2．原理 此法的理论根据是，两点源在自由空间的插损IL是可以算出的，因此换成两个 天线后，插损减小的dB值即两天线增益dB值的和。若两天线相同，除2即得单个天 线的增益dB值。如其中有一个已知，也可算出另一个。 3．条件 首先想法接近自由空间环境，在暗室中用吸波材料或在普通房间内采用小的测试 距离以接近自由空间环境。因此G≤10，频率高时好办些。其次是被测天线应有明确 的辐射中心，以便量距离。如贴片天线的辐射中心就在口上，而八木天线的辐射中心 就说不清，距离不好确定，严格来讲不适于此法。 4．算法 对于天线口面每边D都≤λ的天线，测试距离R= 2D2/λ=2λ。以GPS瓷片天 线为例，λ=0.19 米，R=0.38m, 由（17-1）式知: 两天线之间的衰减Pr/Pt= G1A2/4πR =0.00158G1G2 以下用dB值表示，插损IL=G1dB+G2dB-28dB，即G1dB+G2dB=28dB-IL 注意：两点源在自由空间的插损是(λ/4πR)2，而不是扩散因子1/(4πR2)。 5．测法 ·在两个相同的天线的背面直接装上插座，架好并保持口面间距为2λ； ·两连接电缆校直通后，分别接到两个天线插座测其间插损IL；如IL=18dB，则G=5dB； 注意： 此法以点源为准，测出的增益倍数为G0，dB数为dBi； 此法可与比较法结合起来作，即可先测两个半波振子的G0 ，以作比较。 2 代入A2=G2λ/4π 2 =G1G2（λ/4πR）2 代入R=2 9.2 三天线法 当有三个天线时，可用此法。条件同两天线法。 原理：用两天线法，可测得两个天线增益dB值之和；若有三个天线，其增益分别为G1，G2，G3 ，两两组合测三次得： G1dB + G2dB = XdB G2dB + G3dB = YdB G3dB + G1dB = ZdB 三式相加除2得 G1dB + G2dB + G3dB =（X+Y+Z）dB/2 = WdB 则： G1dB = WdB – YdB， G2dB = WdB – ZdB， G3dB = WdB - XdB 三天线法显然比两天线法繁得多，不是极其考究的情况，不必采用。 100 9.3 比较法 1．引言 虽然测量天线增益的方法已列入标准化资料，似乎不存在什么问题。但看到目前有些单位的场地、设备条件以及测试方法的采用上，仍然想谈一下我们在1965年测一米波雷达天线增益时碰到的一些问题，以及我们的做法。值得提醒的是，这里与一般微波天线增益测试在某些做法上很不一致的。譬如微波天线强调的是垂直口径上的起伏（包括收发双方），而在米波段，距离上的起伏（或称空间驻波）却更为重要。微波天线希望尽量架高以脱离地面，而米波段有时却故意架低来解决地面对增益测试的影响。 2．基本布置 书上谈到的测增益方法不止一种，但在米波段，用半波振子作参考天线（也可称标准 增益天线），用比较法测增益可能是比较简单实用的方法。其布置示意图见图9-3，信号天线在两天线的等效中心连线的中垂线上；能远则适当远一些为好。 在通讯、广播电视行业中，增益G的定义本来就是相对半波振子而言的。这种定义的物理意义显而易见，测试也方便。而在雷达行业中却习惯用点源作参考（写作G0），可惜点源 只是理论上的东西，实际测试中，还得用半波振子为参考。测试得到Gλ/2，然后再乘1.64即得G0。若用dB值表示，Gλ/2则成dBd, G0 则成dBi,一个天线增益的dBi值= dBd数值+2dB （注：10log1.64=2.15dB，略作2dB）。 3．测试距离选择 对此我们不作深究，只是按常规设置，测试距离R ≥2D2/λ。式中D为天线最大口径，λ为波长。此式并 对八木天线测试有个具体问题要提一下（见右图）， 对于这样一个八木天线的D算多大的问题，不能像其他 天线一样，量量机械尺寸即可。此处用单