天線測(cè)量實(shí)用手冊(cè)（第2版）

目 錄
* 1章 天線測(cè)量入門(mén)知識(shí)1
1．1 天線測(cè)量的意義、任務(wù)、內(nèi)容、發(fā)展歷史1
1．1．1 意義1
1．1．2 任務(wù)1
1．1．3 內(nèi)容1
1．1．4 發(fā)展歷史2
1．2 電磁波的特性2
1．2．1 電磁波的頻率、波長(zhǎng)2
1．2．2 電磁波的輻射、傳播和衰減4
1．2．3 電磁波的反射、散射和二次輻射4
1．2．4 對(duì)電磁輻射的防護(hù)4
1．3 天線的基本概念6
1．3．1 天線的定義、功用和分類6
1．3．2 天線測(cè)量的典型配置7
1．3．3 天線測(cè)量中的互易性7
1．3．4 近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)7
1．3．5 天線輻射特性測(cè)量法分類9
1．4 天線的基本電參數(shù)10
1．4．1 方向圖10
1．4．2 副瓣和半功率波束寬度13
1．4．3 增益14
1．4．4 輸入阻抗16
1．4．5 電壓駐波比、反射系數(shù)、回波損耗（RL）16
1．4．6 天線的有效長(zhǎng)度和有效面積18
1．4．7 天線效率19
1．4．8 天線極化19
1．4．9 天線帶寬21
1．4．10 天線噪聲溫度22
* 2章 天線測(cè)量?jī)x器設(shè)備介紹23
2．1 頻譜分析儀23
2．1．1 概述23
2．1．2 組成及工作原理24
2．1．3 參數(shù)定義及相互關(guān)系24
2．1．4 頻譜分析儀的自校準(zhǔn)25
2．1．5 使用頻譜分析儀應(yīng)注意的問(wèn)題26
2．2 信號(hào)發(fā)生器27
2．2．1 概述27
2．2．2 主要技術(shù)性能指標(biāo)27
2．2．3 組成及工作原理28
2．2．4 典型產(chǎn)品的操作使用31
2．2．5 主要性能檢驗(yàn)33
2．3 網(wǎng)絡(luò)分析儀35
2．3．1 概述35
2．3．2 基本組成35
2．3．3 基本工作原理40
2．3．4 如何實(shí)現(xiàn)傳輸與反射測(cè)量42
2．3．5 優(yōu)化測(cè)量44
2．3．6 如何進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)46
2．4 傳輸線（饋線）48
2．4．1 矩形波導(dǎo)管傳輸線49
2．4．2 橢圓波導(dǎo)50
2．4．3 同軸電纜51
2．5 同軸連接器54
2．5．1 同軸連接器分類54
2．5．2 使用注意事項(xiàng)56
2．6 放大器57
2．6．1 功率放大器（PA）57
2．6．2 低噪聲放大器（LNA）57
2．7 轉(zhuǎn)臺(tái)及控制器58
2．7．1 主要性能58
2．7．2 轉(zhuǎn)臺(tái)的分類58
2．7．3 轉(zhuǎn)臺(tái)及伺服控制器61
2．7．4 轉(zhuǎn)臺(tái)精度和誤差分析61
第3章 天線電路參數(shù)的測(cè)量65
3．1 電壓駐波比的測(cè)量65
3．1．1 經(jīng)典的測(cè)量線（開(kāi)槽線）測(cè)量法65
3．1．2 標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量法68
3．1．3 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量法70
3．2 衰減測(cè)量72
3．2．1 衰減測(cè)量基本原理72
3．2．2 網(wǎng)絡(luò)分析儀的傳輸測(cè)量法74
3．2．3 網(wǎng)絡(luò)分析儀的反射測(cè)量法76
3．3 天線噪聲溫度的測(cè)量78
3．3．1 測(cè)量目的78
3．3．2 天線的噪聲溫度的估算78
3．3．3 Y因子法測(cè)量原理79
3．3．4 測(cè)量系統(tǒng)80
3．3．5 測(cè)試步驟81
3．3．6 如何提高噪聲溫度的測(cè)量精度81
3．4 無(wú)源互調(diào)測(cè)量81
3．4．1 無(wú)源互調(diào)概念81
3．4．2 無(wú)源互調(diào)分析儀介紹83
3．4．3 測(cè)試系統(tǒng)安裝84
3．4．4 校準(zhǔn)85
3．4．5 測(cè)試步驟85
3．4．6 測(cè)試結(jié)果的判別86
第4章 天線測(cè)試場(chǎng)的設(shè)計(jì)、建造和鑒定測(cè)試87
4．1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)87
4．1．1 選取* 小測(cè)試距離的準(zhǔn)則87
4．1．2 地面及環(huán)境反射影響的考慮87
4．1．3 干擾的抑制88
4．1．4 選擇合適的測(cè)試場(chǎng)類型88
4．2 測(cè)試場(chǎng)常見(jiàn)類型88
4．2．1 高架測(cè)試場(chǎng)88
4．2．2 斜天線測(cè)試場(chǎng)90
4．2．3 地面反射測(cè)試場(chǎng)91
4．2．4 常規(guī)遠(yuǎn)場(chǎng)的比較和選擇92
4．3 微波暗室93
4．3．1 主要參數(shù)93
4．3．2 設(shè)計(jì)、建造94
4．3．3 檢驗(yàn)96
4．4 緊縮場(chǎng)101
4．4．1 概念101
4．4．2 緊縮場(chǎng)CATR簡(jiǎn)介102
4．4．3 緊縮場(chǎng)暗室104
4．4．4 典型的緊縮場(chǎng)天線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)105
第5章 天線遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組建107
5．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要考慮的問(wèn)題107
5．2 系統(tǒng)鏈路參數(shù)的估算107
5．2．1 發(fā)射鏈路的計(jì)算108
5．2．2 接收（待測(cè)）鏈路的計(jì)算109
5．2．3 系統(tǒng)靈敏度的計(jì)算109
5．2．4 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)算111
5．3 測(cè)量系統(tǒng)介紹112
5．3．1 采用頻譜分析儀測(cè)量系統(tǒng)112
5．3．2 采用網(wǎng)絡(luò)分析儀的天線幅—相測(cè)量系統(tǒng)113
5．3．3 用光纜連接的測(cè)量系統(tǒng)119
5．3．4 采用無(wú)線遙控源端設(shè)備的天線測(cè)量系統(tǒng)120
5．4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)121
5．4．1 主要功能122
5．4．2 測(cè)試界面介紹122
第6章 天線輻射參數(shù)的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量125
6．1 天線方向圖的測(cè)量125
6．1．1 常規(guī)遠(yuǎn)場(chǎng)法125
6．1．2 衛(wèi)星信標(biāo)法135
6．1．3 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)法137
6．1．4 方向圖測(cè)量誤差分析139
6．2 天線增益測(cè)量140
6．2．1 比較法141
6．2．2 兩相同天線法144
6．2．3 三天線法145
6．2．4 波束寬度法147
6．2．5 方向圖積分法148
6．2．6 射電源法149
6．2．7 增益測(cè)量誤差分析和修正153
6．3 天線相位測(cè)量159
6．3．1 天線相位中心的概念159
6．3．2 測(cè)量系統(tǒng)配置及基本工作原理159
6．3．3 測(cè)量方法160
6．3．4 典型測(cè)量案例：喇叭天線相位中心的測(cè)量162
6．4 天線極化特性的測(cè)量167
6．4．1 線極化天線的極化方向圖的測(cè)量原理及方法167
6．4．2 圓極化天線軸比的測(cè)量169
6．4．3 關(guān)于天線極化的判斷170
6．4．4 天線極化測(cè)量的精度考慮171
第7章 天線近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)173
7．1 天線近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷程174
7．1．1 天線頻域近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展174
7．1．2 天線時(shí)域近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的起源與發(fā)展175
7．2 天線近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)176
7．2．1 天線近場(chǎng)測(cè)量的基本概念和類別176
7．2．2 頻域近場(chǎng)測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)178
7．2．3 時(shí)域近場(chǎng)測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)180
7．3 天線近場(chǎng)測(cè)量的基本電磁學(xué)原理182
7．3．1 惠更斯—基爾霍夫原理182
7．3．2 等效原理182
7．3．3 表面電磁場(chǎng)的截?cái)鄦?wèn)題183
7．3．4 天線輻射特性的時(shí)域近場(chǎng)表征與測(cè)試183
7．4 天線頻域與時(shí)域近場(chǎng)測(cè)量理論188
7．4．1 三維直角坐標(biāo)系中電磁場(chǎng)分布與平面波譜之間的關(guān)系188
7．4．2 探頭修正理論195
7．4．3 矩形開(kāi)口波導(dǎo)探頭的輻射場(chǎng)206
7．5 天線近場(chǎng)測(cè)量的誤差及其修正209
7．5．1 頻域近場(chǎng)測(cè)量誤差210
7．5．2 時(shí)域近場(chǎng)測(cè)量誤差212
7．6 天線近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)215
7．6．1 概述215
7．6．2 硬件分系統(tǒng)217
7．6．3 軟件分系統(tǒng)223
7．7 典型近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)介紹230
7．7．1 NSI公司及近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)品230
7．7．2 ORBIT FR公司及近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)品230
7．7．3 SATIMO公司及近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)品230
第8章 典型天線測(cè)量實(shí)踐237
8．1 手機(jī)天線的測(cè)量237
8．1．1 手機(jī)天線性能指標(biāo)238
8．1．2 手機(jī)天線的有源測(cè)量239
8．1．3 手機(jī)天線的無(wú)源測(cè)量245
8．2 微波通信天線的測(cè)量246
8．2．1 微波通信天線的主要技術(shù)指標(biāo)246
8．2．2 F B指標(biāo)的確定246
8．2．3 測(cè)試場(chǎng)地的選擇249
8．2．4 測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)算249
8．2．5 室外場(chǎng)全自動(dòng)天線測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)250
8．2．6 測(cè)量案例分析252
8．3 天線罩的測(cè)量254
8．3．1 天線罩的主要性能參數(shù)255
8．3．2 天線罩測(cè)試系統(tǒng)組成原理257
8．3．3 天線罩測(cè)試系統(tǒng)原理框圖及測(cè)試流程259
8．4 相控陣?yán)走_(dá)天線的測(cè)量260
8．4．1 相控陣?yán)走_(dá)天線的主要性能指標(biāo)260
8．4．2 相控陣天線測(cè)試原理及系統(tǒng)組成262
8．4．3 相控陣天線測(cè)試流程265

附錄A 天線標(biāo)準(zhǔn)摘錄267
附錄B 微波傳輸線參考資料299
參考文獻(xiàn)309