北邮电磁场与微波实验天线部分实验一

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1、电磁场与电磁波（天线部分）实验报告实验一班级：2010211112班姓名：谢牧彤学号：10210289日期：20130501实验一网络分析仪测量振子天线输入阻抗1•实验冃的1.掌握网络分析仪校正方法；2•学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法；3.研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。注：重点观察谐振点与无线电径关系（入/4、X/2）o2•实验原理当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后，就形成r单振了天线。实际上当导电平面的径向距离大到0.2-0.3X,就可以近似认为是无穷人导电平面。这时可以采用镜像法来分析。天线愕与其镜像构成一对称振子，则

2、它在上半平血辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。GroundedMarconiAntenna图2.1单振子天线原理图由于使丿IJ坡印廷矢量法积分求具辐射功率只需对球面上半部分积分，故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振了的一半，其辐射电阻也为对称振了的一半。当h

3、；（3）调整测试频率寻找大线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；（4）更换不同电径（01，5,①9）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况。设置参数：BF二600,AF=25,EF二2600,n二81。4•实验数据将导电平面接入短路线进行校正，得到的阻抗点分布:图4.1短路校正阻抗分布图将导电平面接入开路线进行校止，得到的阻抗点分布：图4.2开路校正阻抗分布图当被测天线的电径为^i=lmm时，可在Smith

4、员I图上得到如卜•阻抗点分布:图4.3i二1mm阻抗分布图由实验数据町得其第一谐振点处频率约为（取最接近点）Fn=1250MHz,电阻Rn=40.

5、30ohm,SWRn=1.249,RLn=-19.1dB.第二谐振点处F12=2475MHz,电阻Ri2=627.7ohm,SWRi2=12.59,RL12=-1.38dB.当被测天线的电径为①吋，可在Smith圆图上得到如下阻抗点分布：图4.43=3mm阻抗分布图由实验数据可得其谐振点处频率约为（取最接近点）F31=1100MHz,电阻R31=34.36ohm,SWR3i=1.455,RL3i=-14.6dB.第二谐振点处F32=2025MHz,电阻R32=295.3ohm,SWR32=5.921,RL32=-2.96dB.当被测天线的电径为①

6、9=9mm吋，可在Smith圆图上得到如下阻抗点分布：图4.59=9mm阻抗分布图由实验数据可得其谐振点处频率约为F91=1025MHz,电阻R9i=25.03ohm/SWR91=1.997,RL9i=-9.55dB.第二谐振点处F92=1600MHz,电阻R92=131.7ohm,SWR92=2.635,RL92=-6.93dB.5•实验结果分析不同天线电径下第一谐振点、第二谐振点频率变化00200015(是w)34567天线电径(1mm.3mm,9mm)图5.1不同天线电径下第一谐振点、第二谐振点频率变化700(Eq。)BI-WY-縫不同天线

7、电径下第一谐振点、第二谐振点输入电阻变化23456789天线电径(3mm,9mm)0060o50o30o20400图5.2不同犬线电径卜•第一谐振点、第二谐振点输入电阻变化不同夭线电径下第二谐振点与第一谐振点频率比值变化2834567天线电径(1mm,3mn%9mm)图5.3不同天线电径下第二谐振点与第一谐振点频率比值变化理想情况下（不考虑电径），天线的谐振频率只跟电长度（本实验屮是高度）有关。实验结果表明，天线电径対谐振频率有影响，电径越大，谐振点频率越小。而根据电磁波理论，天线电长度为1/4波长的整数倍时，犬线能够谐振。从图5.3可以得出，若电径①

8、趋近于0,则两次谐振频率比人致趋近于2,又由于这是前两次邻近的谐振，所以可得出第一次谐振时天线电长度为入/4,第二次谐振时天线电氏度为入/2。但随着电径的上升，电磁场分布越来越受到由电径帶来的复杂干扰，谐振频率下降，且较高频的笫二谐振点下降更多，这两个频率比不再是2,不能简单地以入/4和入/2分析，说明越高频时电径对电磁场影响越大。谐振频率、电磁场分布都受电径影响，所以谐振时具他参数也受电径影响。表现为电径越人，谐振点输入阻抗越小，网络反射系数越小，回波损耗越小，且越高频影响越明显。可见选用越细的天线越好，这也是为何收音机天线比较细的缘故。取比较接近理

9、想状态的lmm粗天线分析，当其工作在固有频率（电长度为入/4）时，电阻接近市血上流行的50oh