北京交通人学硕十论文
C.电缆
电缆对天线校准测试结果有重要影响，因此在测试过程中要使用高性能电缆 (阻抗稳定、衰减小、屏蔽效果好），在测试的全过程中不能更换电缆，若因电 缆出现问题必须更换，则应重新测试。
d.天线
按标准场地法进行天线校准时需要准备两副辅助天线，一些参考资料注明应 使用结构相同、天线系数相近的辅助天线，即如校准双锥天线则需要两副双锥天 线作为辅助天线，实现这一点不仅对一般的试验室，即使对专业计量机构也存在 一定困难，通过后续的试验结果可以看到实际校准过程中天线的结构形式、天线 系数对校准结果的影响并不显著。这一结论对天线校准十分有用。
测试过程：
根据测试特点，标准场地法又分为离散频率法和扫频法。离散频率法是先固 定测试频率，改变接收天线高度读取接收机最大读数的一种方法。扫频法是先固 定接收天线高度，扫频记录接收机在所选全部频点上的读数再改变接收天线高度 最后保存所有测试频点的接收机读数最大值。由于扫频法具有测试效率高的特点， 本节将作重点介绍；离散频率法的测试原理与其相同，只是测试顺序稍有差别， 不再赘述。
具体测试步骤如下：
眘减器
图2-13 标准场地法测量校准天线系数
1准备连接电缆衰减器转接头（如果需要）；
2按图2-13布置天线将三个天线按天线1、天线2、天线3固定编号（被校准天线 最好不作为2号），固定测试距离(测试距离分为3m、10m, 30m,—般常用3m和10ni) 固定发射天线高度（发射天线高度hi分为lm、2m)； 3测试用设备预热15min以上。
4选择测试频率点。去除收发天线，测量包括所有连接电缆、转接器、衰减器的
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大线的基本理沦
通路，￡录测量接收机读数为P0
5信号源通过连接电缆、衰减器连接发射天线，接收机通过连接电缆衰减器连接 接收天线，采用天线1发，天线2收，上下移动接收天线（当测试距离为3m、10m时, 接收天线髙度移动范围为lm?4m;测试距离为30m时，接收天线高度移动范围为 2ra?6m)，记录测量接收机最大读数为:
6采用天线1发，天线3收，天线2发，天线3收，记录测量接收机读数为為3、A23. 7利用公式
= lOlog/厂24.46 + 1/2[￡繼 +4 +Aa -Av]
AF
I ■ 101oS/m - 24.46 + 1/2(^^ +42 -A13)
AFj =10logfm - 24.46+ 1/2[￡^^ +An +An -A12]
可直接计算出天线1、2、3的天线系数。式中jf、AF2, 分别为在频率/m时天 线1、天线2，天线3的天线系数，几为测试频率。
8 EDHAX为最大接收场强，可从相关资料中查询。 9 10
改变测试距离重复步骤5、7 改变发射天线高度重复步骤5、7
4、影响测试结果的因素
场地：测试场地对测试结果的影响主要体现在两个方面：一是场地的平整度由于 结构原因，接地平板会因温度变化产生一定的变形’但是这一点对测试结果影响 不大;二是测试天线与场地的相关性，即测试归一化场地衰减的天线不能在相同 的场地上校准，这一点可以通过改变测试轴向消除。
环境：通过我们的实际测试，在城市环境中除个别频率外，绝大部分环境噪声对 测试结果不会产生不可接受的影响（低于校准信号电平20 dB以上）只有90MHz存 在调频广播信号，实际测量中可以将频率微调避开此信号的影响。
电缆：测试用电缆的性能与位賈对测试结果影响很大，有时可能大于3 dB,尤其 是电缆位置，保持电缆走向与天线垂直、减小电缆位置的变化是减少测试误差的 关键，这一点比在电缆上加装磁环更为有效.
布置：在天钱输入端加装衰减器可以有效改善天线失配，提高校准精度，每次测 试时天线应保持相同的状态，如对可拆卸式天线，天线的每个可拆卸部分、正反 要标明，并在测试中保持一致以减小测试误差。 5、结论：
(1) 标准场地法适用于30—1000MHz频率范围内的3m、10m、30m的天线校准。如 果实验室是是3m场地，用三天线法进行天线系数校准的结果具有相当的准确性和 适用性》 (2) 参考天线法只适用于10 m距离的校准，3 m距离校准误差较大。
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(3) 宽带天线采用标准场地法测试效率很高,而且使用不同结构形式的天线对测 试结果影响不大,对实验室而言，准备3副型号相同的天线可能比较困难,准备3副 不同型号的天线比如复合天线双锥天线、对数周期天线等相对比较简单因此采用 标准场地法可能更适用。
(4) 校准天线应在幵阔场上进厅，在暗室内校准尤其是使用该天线进行辐射试验 场地校准无法消除场地的相关性，并可带来较大的校准误差应避免。
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八木大线的分析方法
第三章八木天线的分析方法
八木天线又称引向天线，它是由日本东北大学的八木和宇田共同实验和研制 成的。1926年八木在串.家学会宣讲了题为“Pn^jector of the Sharpest Beam of Electric Waves”（电波的最锐波束发射器）的论文，同年又在东京举行的第三届泛 太平洋会议（the Third Pan-Pacific Congress)上宣讲了题为 “On the Feasibility of Power transmission by Electric Waves”（论电波功率传输之可行性）的论文，提出 利用多引向器周期性结构的导向作用，所谓的“波渠”（wavechannel),可以产 生短波的窄波束，用于短波的功率传输?此后八木和宇田继续在合作下从事天线 的研究，八木曾于1928年旅美期阢对无线电工程师协会(IRE)纽约、华盛顿、 哈佛等地的分会进行演讲，并在“Proceedings of the IRE”上发表了他的著名论文 uBeam Transmj^ion of Ultra Short WavesJJ (超短波的波束传输)，该天线随即被 称为“八木天线”。八木天线己经被广泛的应用于米波及分米波段的通讯、雷达、 电视及其它无线电技术设备中3引向天线通常由一个有源振子、一个反射器及若 干个引向器构成，反射器与引向器都是无源振子，所有振子都排列在一个平面内 且相互平行。它们的中点都固定在一根金属杆上，除了有源振子馈电点必须与金 属杆绝缘外，无源振子则都与金属杆短路连接。因为金属杆与各个振子垂直，所 以金属杆上不感应电流r也不参与辐射。引向天线的最大辐射方向在垂直于各个 振子且由有源振子指向引向器的方向，所以它是一种端射式天线阵?
分析引向天线的方法有感应电动势法、行波天线的观点及目前广泛采用的计 算机辅助设计法。本文第四章对于八木天线的结构优化就是采用电磁场的计算机 辅助设计的方法进行的。下面是八木天线分柝方法的介绍。
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3.1感应电动势法
图3-1引向天线及坐标 感应电动势法|4将引向天线看作
】
幅度与相位都不均匀的端射离散直线阵，如 图3-1所示的坐标系，对于图中的n元引向天线，振子1为反射振子，振子2为 有源振子，振子3到n为引向振子，各振子的总长度分别为耳洱，2/3,..,,?，各振 子距振子1的距离分别为由耦合振子理论有：
+
0 =
^m2^12 + …+ ^ mi^U +
.
... (3.1)
Uo = + ImtZ 12 + —+ +H”
0 *= H-l +ImlZi2 + -+1m2u + JmnZm G = I ml 艺 nl + U is2 +,*,+ ^mi^ni +
式中：是各振子的波腹电流?，
Z^i = 1?^ = 1 ~ 是第i个振子与第i个振子间的互阻抗； &是第i个振子的自阻抗； Ua是有源振子的外加电压。
式（3.1)是复数n元线性方程组，求解此方程组，便可得到各振子的波腹电流：
Li -l^JexpO'A)
式中：|/m.|是第i个振子与第一个振子电流的相位差；
A是第i各振子与第一个振子的电流的相位差。
当振子的长度与振子间的距离给定后，就可求得振子本身的福射阻抗和振子的相 互辐射阻抗Zf可根据耦合振子理论，假定振子电流按正弦分布，用感应电动势 法计算或查阅有关的工程图表。得到z1：;后就可以由上面所列的方程组解出个振子
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…（3-2)