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北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一2014最新.doc

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北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一2014最新.doc

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文档介绍:北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一2014最新
电磁场与电磁波实验·报告
第9页/共8页
信息与通信工程学院
电磁场与微波实验报告
实验题目:网络分析仪测量振子天线输入阻抗
班 级: Hz,电阻R=, SWR=, RL=-。
电磁场与电磁波实验·报告
第4页/共8页
第二谐振点处频率约为(取最接近点)F=1950MHz,电阻R=, SWR=, RL=-。

实验图示如下:
图3 Φ=1mm阻抗分布图
3. 直径=9mm时:
第一谐振点处频率约为(取最接近点)F=1025MHz,电阻R=, SWR=, RL=-。
电磁场与电磁波实验·报告
第5页/共8页
第二谐振点处频率约为(取最接近点)F=1600MHz,电阻R=, SWR=, RL=-。

实验图示如下:
图4 Φ=1mm阻抗分布图
五、分析结果
(1)对于相同材质,振子天线的直径越粗,谐振点输入阻抗越小,网络反射系数越小,回波损耗越小,越容易和馈线匹配,频率的间隔越小,工作频率范围就越宽。
电磁场与电磁波实验·报告
第6页/共8页
(2)天线直径越大,阻抗特性变化越大。实验结果发现9mm天线的史密斯圆图的阻抗特性非常不规则,随着频率的增高,其阻抗特性变化非线性,与理想状态的中心在正实轴某处的规则的圆有一定出入。因此三种天线在频率比较低的时候阻抗特性还可以,但随频率增大,直径越大的天线变化越剧烈。
(3)第一谐振点的阻抗远小于第二谐振点的阻抗。这与四分之一谐振点处Zin= Z0^2/ Z l 而半波长谐振点处Zin= Z l这两个公式有关,即Z l大于Z0。
(4)谐振点的谐振角度并不严格虚部为零。可能是天线本身的实际特性与理论有偏差,也可能是测量过程的误差造成。
六、联想相关问题的思考
1、网络分析仪:
网络分析仪作为测量网络参数的一种新型仪器,其功能强大,可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数,并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。正确使用时,可以达到极高的精度。
自动网络分析仪能对测量结果逐点进行误差修正,并换算出其他几十种网络参数,如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗(或导纳)、衰减(或增益)、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等。另外由于受分布参数等影响明显,所以网络分析仪使用之前必须进行校准。
所以网络分析仪的应用也十分广泛,在很多行业都不可或缺,尤其在测量无线射频(RF)元件和设备的线性特性方面非常有用。现代网络分析仪还可以应用于更具体的场合。
2、天线振子:
作为天线上的元器件,振子简单解释就是发射和接收高频振荡信号的一段金属导体。其具有导向和放大电磁波的作用,使天线接收到的电磁信号更强。振子是用导电性较好的金属制造的,有的是杆状的,也有的结构较复杂,一般是多个振子平行排列在天线上。
振子有半波振子和全波振子,振子尺寸要和接收或发射的频率波长尺寸对应才能达到最大效果,一般用二分之一或四分之一波长设计。本实验中用的是振子天线,天线一端接导电平面,形成单极天线,所以可以用镜像法等效分析。
电磁场与电磁波实验·报告
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另外,振子只有尽量放在空间才有最好效果,至于为了防锈,可用非金属材料覆盖,比如油漆,塑胶等。
3、天线:
天线作为一种变换器,把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。
基于特定三维(通常指水平或垂直)平面,可以把天线分为两大基本类型:全向天线(在平面中均匀辐射)和定向天线(又称指向天线,在某方向辐射较多)。
在自由空间内,任何天线都向各个方向辐射能量,但是特定的架构会使天线在某个方向上获得较大方向性,而其它方向的能量辐射则可以忽略。
通过增加附加导体棒或线圈(称之为单元)并改变其长度、间距和方位(或者改变天线波束方向),可以制造出拥有既定特性的天线,如本实验中使用的八木天线。“天线阵列”或“天线阵”是指相当数量的有源天线共用源或负载来产生定