用hp8530a实现天线方向图远场测量新方法

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1、万方数据．34．用HP8530A实现天线方向图远场测量新方法刘发明郑会利毛乃宏西安电子科技大学摘要文中介绍了一种天线远场测量的新方法，利用HP8530^微渡接收机组成测量系统，通过角域测量功能实现天线方向图的远场测量．给出了测量系统框图和测量方法，并结合实际天线的铡量结果．对这一方法进行了讨论。关t词HP8530A天线方向圈远场测量ANewA皿tennaPattemFar—FieldM蚺surementMethodjⅡⅢ’嬲30AAngdD伽1aiⅡLiuF蛐iIlgZhengHuihM舯N抽ongAb由。lc‘IIlth诂p8per，onenewmethodofantennap砒t

2、emfar一矗eldme舳llIement诗im讪ced．Thisme阳urelnenl删吐hodbu昵d10n蛾∞l衅th8pall伽sjnangledomain面』h一矗e】du8i丑g吐∞野埘帅jnWbi曲肿8530A拓used￡obe皿i—crqwa耽receiver．Thedi89咖0ftllemea8urement町BtemandtheⅢe蚰u弛memⅢet量lodarepm∞nted，山迪methodi8discu8sedwitIIme8ml虎memH目山tofnn蚰t哪In艮Kcy帅r出HP8530AAnte衄PanemFk一6ddMe89u地ment1引言天线的方向

3、图测量在天线铡量中占据重要地位。快速、准确地获得天线的直观方向图一直是人们努力的方向。HP8530A是用于天线测量和散射测量的高性能的微波接收机，它具有铡量速度快、稳定性好、动态范围大、铡量方式灵活等特点，有频域、时域、角域等功能，特别是其独有的角域测量功能，更使得天线方向图的远场测量快速而方便。角域测量⋯，就是在被测天线的一个频率点上，旋转转台，做角度扫描．所得被测天线远场方向图在直角坐标下显示的x轴是角度的测量。天线方向图的远场角域测量，可以实时地把方向图显示出来，直观、方便。本文就介绍了利用HP8530A微波接收机的角域功能进行远场测量的方法，给出了测量系统的框图和测量方法，并

4、结合实际天线的测量结果对这一方法进行了讨论。2测量方法天线的辐射方向图(简称方向图)是天线的辐射参量随空间方向变化的图形表示。所谓辐射参量包括辐射的功率通量密度、场强、相位和极化，在通常情况下，辐射方向图在远区测定。并表示为空间方向坐标的函数(称为方向(图)函数)。本文所指的方向图是指场强方向图。y图l所采用的坐标系取坐标系如图l所示，天线位于坐标原点。在距天线等距离(r；常数)的球面上，天线在各点产生的场强随空间方向(0，中)的变化曲线，称为场强方向图．它们的数学表示式称为场强方向函数。天线在方向(0．中)辐射的电场强度E(e，巾)的大小可以写成⋯JE(9，由)J=叫o，中)式中^

5、o为与方向无关的常数；f(o．中)为场强方向涵万方数据电子测量技术35·数。由此式，可得．，(o，㈣：止坞盟。^D实际上常用场强归一值表示方向图，称为归一化方向图。，(p，中)；卫骅lB-l式中￡-为场强的最大值；，r扫，剀为归一化场强方向函数。所以，要测量归一化场强方向图。只要测得在距天线等距离的球面上的各点的场强就可以了。方向图实际上是空间的立体方向图，但天线方向图通常是用两个互相垂直的主平面内的方向图表示，称为平面方向图。在研究超高频天线时，通常采用的两个主平面是E面和日面。E面是最大辐射方向和电场矢量所在的平面，H面是最大辐射方向和磁场矢量所在的平面。在实际测量时．可采用固定

6、天线法或旋转天线法⋯”l。固定天线法就是被测天线不动，测量点在以被测天线为圆心的圆周上旋转。而旋转天线法就是被测天线绕以测量点为圆心的圆周旋转的方法。天线方向图的测量越来越多地采用自动测量系统来测量．从而使测量速度加快，测量精度提高。在自动化测量系统中，越来越多地用矢量网络分析仪作为微波接收机，一般的矢量同络分析仪是在矢网的频域模式下，采用单叛来测量远场(幅度)方向图，所测方向图的二维表现形式是：在直角坐标下，横坐标是时间。纵坐标是幅1、盎。撼。棼：雾亨l痈蒯』赳．s辇趣，。翮HP8530^接收帆H％3韶l^车＆佰S■HP83630^射舞信号■图2天线远场测量统框图度。这样就给半功率

7、波瓣宽度，最大方向的偏移等标定工作带来困难，而且方向图看起来与角度不对应．就不直观。而HP8530A傲渡接收机为解决这个问题。增加了角域测量功能，使得天线方向图的测量变得方便又直观。在以HP8530A作为微波接收机的自动化测量系统中(如图2)．HP8530A的控制测量流程图如图3所示，首先选择接收机为角域工作模式．设定所测方向图的范围，测量点的角度间隔，测量频率，最后设定平均和平滑次数。由于HP8530A所能测得的最大点数P是80l，所以测量点的角度间隔T