电磁场与电磁波实验指导书 (6)

的，都依靠天线来进行工作。

2、天线的方向图反映出了天线的辐射特性，一般情况下，天线的方向图表示天线辐射电磁波的功率或场强在空间各个方向的分布图形，对不同用途的天线有不同的方向图。本实验重点讨论八木天线的测试方法。

八木天线由一个有源振子、一个无源反射器和若干个无源引向器平行排列而成的端射式天线，它有很好的方向性，较偶极天线有高的增益。

三、实验设备

项次 设备名称 数量 备 注

1 2 3 4 四、硬件测量 1、连接电路

HD-CB-IV 微波天线 PIN调制器 连接线 1套 1副 1只 若干 （1）“输出口1”端口的电磁波送至PIN调制器的“RF入”，“1KHz方波输出”连接至调制器“方波输入“端，”RF输出”端输出已调波。将已调制波连接八木天线发射。 （2）接收端八木天线接收下来，送至检波器，经检波后还原出方波，此时方波幅度过小，将主机后面开关切换至“选频输入”，再送至“信号输入”端，看指针的偏转。 2、实验原理

经PIN调制之后的信号为：

通过天线接收下来，此时接收的还是射频信号，必须通过检波器进行检波，检出方波信号，将检出的微弱方波信号，送至选频放大器后进行放大。选频放大器的使用详见说明书。天线的方向决定了选频放大器的示数。 3、实验注意点

① 理论上讲，天线的测试应在密闭的暗室里测试，才能达到最佳效果，测试期间应防止外界信号的干扰，尤其当天线频段在手机频段附近时，手机的使用会对测试结果产生大的影响。同时测试时，应避免人员的来回走动。

② 两测试天线距离应保持在1-3M左右。

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③ 两测试天线应首先设置好0度，因为此时的辐射是最强的，调节选频放大器“调谐”旋钮，使刻度尽量满偏。

④ 转动天线角度，记录下角度，同时记录下选频放大器的放大示数。 ⑤ 绘制表格，参照数据，画出方向图。可参见下图实验报告样板。

五、天线方向图测试实验报告表格：

1、连接好测试设备，填写下表。

天线转动角度 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° 100° 110° 120° 130° 140° 150° 160° 170° 180° 接收天线检波电压值 天线转动角度 -0° -10° -20° -30° -40° -50° -60° -70° -80° -90° -100° -110° -120° -130° -140° -150° -160° -170° 接收天线检波电压值 21

2、根据上表所填数值，在下列圆图中描点，画出天线方向图。

六、实验步骤

1、准备好一对八木天线或抛物面天线，PIN调制器，测试接头，连接线。

2、“输出口1”端为输出载波信号，“1KHz方波“为调制信号，将两路信号接入PIN调制器输入端，（如条件允许,可在RF信号输入端加隔离器）。

3、隔离器参数为：正向插损：小于0.5dB

隔离度： 大于20dB 频段： 750MHz-1GHz 输入输出端驻波比：小于1.1

4、输出端连接至发射天线1。

5、另一端连接接收天线2，接收下来的信号为调制信号（待检波） 6、连接检波器，检波下来的信号连接至测试系统“信号输入端”。

7、此时表针发生偏转，设置两个天线相对，方向为0度，调节“放大DB数”和“增益”旋钮，使其刻度满偏，记录下实验数值。

8、转动刻度为10度，-10度，20度，-20度。。。依次记录数值，以此类推，直至180.-170度。

取点法，绘制出测试天线的方向图，参照指导书提供的表格和圆图实例。

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实验十 同轴测量线的驻波测试（选配）

一、实验目的

1、在学生已经掌握微波传输理论的基础上动手测试。

2、主要了解负载阻抗与传输线特性阻抗不匹配时可产生的驻波变化。

二、预习内容

1、了解同轴传输线的结构，驻波的产生原理。

三、实验设备

1、HD-CB-IV： 1套 2、隔离器： 1只 3、主槽线： 1套 4、检波器： 1只

5、万用表： 1只（用户自配） 6、同轴电缆： 1套 7、短路块： 1只

四、主要性能指标

1、微波源：频率820MHz±70 MHz 输出功率：2.5W－3W 2、隔离器：损耗≤0.5dB 隔离度≥18dB 3、同轴负载：阻抗50欧姆 功率：5W 驻波≤1.06

匹配状态下的驻波测量：

该同轴驻波测量线采用非谐振式检波装置，检测电流不大,以14UA为佳。

通过检波头在槽线上移动，找出最大电流，IMAX及最小电流IMIN，即可计算出驻波： P=EMAX/EMIN=√Imax/Imin

例如：最大电流为10UA，最小电流为6UA，代入公式后， 驻波系数：P=√Imax/Imin=1.28

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五、实验步骤

1、将“输出口2”连接到同轴测量线输入端。 2、测量线末端连接上匹配负载。 3、耦合滑块端连接上检波器。

4、按下发射开关，用万用表测量检波电流大小。 5、记录下电流最大值和最小值。 6、按上述公式计算驻波比大小。

开路状态下的驻波测量：将匹配负载取下，重述上面实验步骤。 短路状态下的驻波测量：将失配负载取下，重述上面实验步骤。 （注意，这个实验时输入前端隔离器必须要加！）

实验十一 反射系数及驻波相位的测试（选配）

一、实验目的

1、掌握微波传输理论及驻波的产生情况。 2、掌握反射系数及驻波相位的计算方法。

二、预习内容

1、预习驻波曲线的分布状态；如何改善驻波；如何提高测试精度。

三、实验设备

1、HD-CB-IV： 1套

2、万用表： 1只（用户自配） 3、检波器 ： 1只 4、同轴电缆： 1套

5、测量线： 1套（选配） 6、隔离器（选配）： 1只（选配） 7、短路块： 1只（选配）

四、原理分析

微波信号源经同轴传输线直接输送至负载上。

（一）如果负载阻抗俞传输线特性阻抗不匹配，终端负载会产生反射波，当入射波与反射波并存时，传输线中即有驻波存在。

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