【正文】 或者說測幅度方向圖時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心要落在照射器的相位中心上，除要求轉(zhuǎn)臺(tái)上有平移微調(diào)用的拖板，以便來回調(diào)整位置，找到合適的相位中心，當(dāng)然指示設(shè)備要用有相位信息的矢網(wǎng)之類的幅相接收機(jī)，最簡單的就是PNA。相位中心不是一次就找得出來的，它是一個(gè)試湊過程，甚至有的照射器E面與H面相位中心不重合，假如你能在天線反射面或付面中能修正這些相位誤差的話，你的天線設(shè)計(jì)就又高了一層。Ⅱ. 測遠(yuǎn)場幅度方向圖的考慮一．測試距離R 一個(gè)待測天線最大口徑尺寸為D則R≥2D2/λ，對于一般通信天線大致上約為30m。這是允許口面相位差π/4推出的，適于一般常規(guī)要求。二．架高問題 一般習(xí)慣收發(fā)天線適當(dāng)架高一些，以避免阻擋與人的影響。有人想避開地的影響，拼命架高并無必要，因?yàn)樵诘皖l段，低增益下脫離地面達(dá)到自由空間的效果是辦不到的，甚至測增益有時(shí)要故意架低才能測準(zhǔn)。但測波瓣并不太在乎高度，也不宜放在盲區(qū)，有時(shí)得適當(dāng)選擇一個(gè)高度才行。當(dāng)然有條件的話盡量在暗室中測試。三．系統(tǒng)信號(hào)強(qiáng)度（接收功率）估算 頻譜儀靈敏度高是由帶寬換來的，假如信號(hào)源不穩(wěn)仍然是收不好的，對于3000 MHz，107這不是一般信號(hào)源作得到的，一般信號(hào)源只有105甚至104。 頻譜儀是用來測頻譜與交調(diào)的，僅作天線一般是沒有必要購置的。 5．接收功率Pr必須高于噪聲電平40dB以上，估算強(qiáng)度時(shí)要留有40dB以上的余量。四．具體實(shí)現(xiàn)方案 以MMDS全向天線為例，Gr=13dB，λ=，λdB=20dB，半波振子Gt為2dB（用等比結(jié)構(gòu)天線更高一些），30米的RdB為52dB（空間因子）。 1．大功率檢波低放方案 Pr=PdBm+2+132052= PdBm57dB 與交流調(diào)制的二極管靈敏度相當(dāng)，但是還要加40dB動(dòng)態(tài)，所以發(fā)射功率要40dBm即10W，這種作法的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)榘l(fā)射功率大，但這樣作會(huì)干擾其它設(shè)備，大功率信號(hào)源也不太好找。 2．PNA自發(fā)自收 這種作法增加了電纜損耗，要用放大器，30米SYV—50—5損耗30dB，則動(dòng)態(tài)只有30dB，用SYKY—50—9動(dòng)態(tài)可達(dá)50dB，一般情況下加放大器后再用精測，發(fā)射電纜用粗些的空心電纜是夠用的了，已有PNA的情況下，不必再投資。 3．PNA加放大器發(fā)，混頻中放接收機(jī)收 動(dòng)態(tài)可達(dá)到55dB，混頻中放接收機(jī)與本振可以自制，也可以在購置天線方向圖測試儀時(shí)成套購置。 4．頻綜發(fā)，測試接收機(jī)（或頻譜儀）收，動(dòng)態(tài)可到66dB，雖有好處，而投資大增。五．不穩(wěn)定的問題 1．接收的信號(hào)噪音比（S/N）不高是主要原因，至少要40dB，越高越好。 2．天線與轉(zhuǎn)臺(tái)不牢固，受風(fēng)的影響或人的影響。 3．注意漏信問題。 放大器必須放在發(fā)射天線處，遠(yuǎn)離PNA。 輸入輸出兩電纜盡量拉開一些，不能靠近，最好用一段具有雙層鍍銀屏蔽層的電纜或其它屏蔽性能好的電纜作PNA的引入與引出。 電纜連接器與電纜外皮必須接觸良好。 4．檢查儀器是否穩(wěn)定 將整個(gè)環(huán)路連在一起，但發(fā)射天線到接收天線之間，用長電纜加衰減器來代替空間衰減與相移（前例中衰減量為20+52213=57dB）。信號(hào)若很穩(wěn)定，而且拔掉電纜后信號(hào)能下降40dB，即說明儀器正常（假如有步進(jìn)衰減器，搬動(dòng)衰減器信號(hào)能依次下降達(dá)40dB，那就更明確了）。 5．有外部干擾時(shí)，可在儀器輸入端串入窄帶帶通濾波器，以抑制帶外干擾。六．改進(jìn)方向 1．測方向圖最好有正規(guī)的轉(zhuǎn)臺(tái)與固定裝置。 2．有自動(dòng)記錄儀器。PNA可選自動(dòng)記錄中等增益天線波瓣功能。 3．有暗室或暗箱作近場診斷或測試（用PNA即可，但有一個(gè)定位問題）。暗室大到能作遠(yuǎn)場測試當(dāng)然更好。附：喜連川天線的垂直方向圖 這是一種高效簡潔的全向垂直極化天線，垂直波瓣通常要求下俯或平視，不希望上翹，為此需對垂直波瓣進(jìn)行測試。當(dāng)然最好在實(shí)際使用狀態(tài)下進(jìn)行測試，但這樣做代價(jià)太高，通常比較可行的方法是將天線橫過來水平放置后，測水平方位波瓣來代替的。一．水平放置的喜連川天線并不等于水平極化天線 1．不允許采用金屬固定架水平極化振子一般是對稱的，允許采用垂直的金屬支架（∵左右相等相反，支桿處于零場處），而喜連川天線的電場是不對稱的，若用金屬支架，其上必然有電流。2．下引電纜外皮電流問題 傳導(dǎo)電流 正規(guī)喜連川天線引出處加有λ/4扼流套，可以防止天線電流向下流，但由于有的人為了簡單將這個(gè)套取消。還有的人為了調(diào)配方便，用了一段λ/4雙線來代替，這是基本錯(cuò)誤。對稱式平衡器只在對稱振子中有效，對于喜連川天線這種非對稱結(jié)構(gòu)，只有扼流套才有效，其他平衡措施一律無效。 感應(yīng)電流 由于電纜外皮處于非零場中必然有感應(yīng)電流，或者說喜連川天線對外皮之間必然有共模電壓，通過天線對外皮的共模阻抗必然有外皮電流，但加扼流套能保證皮上電流不流入同軸線內(nèi)。二．改善波瓣測試精度的措施 天線支架采用非金屬； 喜連川天線本身應(yīng)加扼流套，正反加皆可； 引下電纜穿入帶扼流套的金屬管中，扼流套可不止一個(gè)。也可將電纜外皮用吸波材料包?。? 收發(fā)天線電纜出頭處的連接器，必須裝配良好，電纜外皮應(yīng)與連接器的地接觸良好； 發(fā)射天線應(yīng)為對稱線天線，并加有寬帶平衡裝置，防止發(fā)射交叉極化。若用對數(shù)周期振子對，電纜引出處上下管末端必須短接（有人不短接）。 被測天線附近應(yīng)開曠，盡量減少場地的不對稱。三．幾個(gè)試驗(yàn) 兩次記錄同一狀態(tài)下的波瓣，應(yīng)基本一致，否則有接觸不良或干擾存在。 改變天線在架上的角度以試天線本身的對稱性。 試引下電纜平伸加長或改變角度的影響。在正常接收情況下，手握（或晃動(dòng)）發(fā)射或接收天線電纜，讀數(shù)應(yīng)基本不變，以此判斷皮上電流的有無與大小。此試驗(yàn)只能在測插損狀態(tài)下進(jìn)行。 試天線電纜端對270176。，與頂端對270176。所測波瓣的差別，以試場地的影響。 以手動(dòng)測試來判斷儀器自動(dòng)記錄是否正常。 試試旋轉(zhuǎn)中心前后移動(dòng)是否有影響（∵喜連川天線中心難定）。 試外部干擾與儀器的動(dòng)態(tài)范圍。在校完最大值后，在有隔離器的情況下，拔掉發(fā)射天線進(jìn)行波瓣記錄，記下的波瓣就是干擾分布圖或動(dòng)態(tài)范圍（應(yīng)≥40dB），可用來估計(jì)干擾的影響或想法避開干擾的方向。四．結(jié)束語 喜連川天線由于是全向性，而且是不對稱結(jié)構(gòu)，對測試帶來困難。再加上節(jié)數(shù)多，結(jié)構(gòu)也不易作得很對稱，波瓣測試能在某個(gè)頻點(diǎn)上比較對稱就不錯(cuò)了，所有頻點(diǎn)全部對稱是很難的，定向天線有反射板就好辦多了。 線天線增益的測試一．兩天線法 1．用途 當(dāng)有兩個(gè)相同的天線要測增益時(shí)，可用此法。尤其是圓極化天線，因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)增益天線作比較，不得不采用此法。此法適于測試小的GPS天線或單組貼片天線。 2．原理 此法的理論根據(jù)是，兩點(diǎn)源在自由空間的插損IL是可以算出的，因此換成兩個(gè)天線后，插損減小的dB值即兩天線增益dB值的和。若兩天線相同，除2即得單個(gè)天線的增益dB值。如其中有一個(gè)已知，也可算出另一個(gè)。3．條件 首先想法接近自由空間環(huán)境，在暗室中用吸波材料或在普通房間內(nèi)采用小的測試距離以接近自由空間環(huán)境。因此G≤10，頻率高時(shí)好辦些。其次是被測天線應(yīng)有明確的輻射中心，以便量距離。如貼片天線的輻射中心就在口上，而八木天線的輻射中心就說不清，距離不好確定，不適于此法。 4．算法 對于天線口面每邊D都≤λ的天線，測試距離R= 2D2/λ=2λ。以GPS瓷片天線為例，λ= 米，R=, 由（）式知:兩天線之間的衰減Pr/Pt= G1A2/4πR2 代入A2=G2/4π =G1G2（λ/4πR）2 代入R=2λ = 以下用dB值表示，插損IL=G1dB+G2dB28dB，即G1dB+G2dB=28dBIL 注意：兩點(diǎn)源在自由空間的插損是(λ/4πR)2，而不是擴(kuò)散因子1/(4πR2)。5．測法 在兩個(gè)相同的天線的背面直接裝上插座，架好并保持口面間距為2λ； 兩連接電纜校直通后，分別接到兩個(gè)天線插座測其間插損IL；如IL=18dB，則G=5dB； 注意： 此法以點(diǎn)源為準(zhǔn)，測出的增益倍數(shù)為G0，dB數(shù)為dBi；此法可與比較法結(jié)合起來作，即可先測兩個(gè)半波振子的G0 ，以作比較。二．三天線法 當(dāng)有三個(gè)天線時(shí)，可用此法。條件同兩天線法。原理：用兩天線法，可測得兩個(gè)天線增益dB值之和；若有三個(gè)天線，其增益分別為G1，G2，G3 ，兩兩組合測三次得：G1dB + G2dB = XdB G2dB + G3dB = YdB G3dB + G1dB = ZdB三式相加除2得 G1dB + G2dB + G3dB =（X+Y+Z）dB/2 = WdB 則： G1dB = WdB – YdB， G2dB = WdB – ZdB， G3dB = WdB XdB三天線法顯然比兩天線法繁得多，不是極其考究的情況，不必采用。三．比較法 1．引言雖然測量天線增益的方法已列入標(biāo)準(zhǔn)化資料，似乎不存在什么問題。但看到目前有些單位的場地、設(shè)備條件以及測試方法的采用上，仍然想談一下我們在1965年測一米波雷達(dá)天線增益時(shí)碰到的一些問題，以及我們的做法。值得提醒的是，這里與一般微波天線增益測試在某些做法上很不一致的。譬如微波天線強(qiáng)調(diào)的是垂直口徑上的起伏（包括收發(fā)雙方），而在米波段，距離上的起伏（或稱空間駐波）卻更為重要。微波天線希望盡量架高以脫離地面，而米波段有時(shí)卻故意架低來解決地面對增益測試的影響。 2．基本布置 書上談到的測增益方法不止一種，但在米波段，用半波振子作參考天線（也可稱標(biāo)準(zhǔn)增益天線），用比較法測增益可能是最簡單實(shí)用的方法。，信號(hào)天線在兩天線的中垂線上。在通訊、廣播電視行業(yè)中，增益G的定義本來就是相對半波振子而言的。這種定義的物理意義顯而易見，測試也方便。而在雷達(dá)行業(yè)中卻習(xí)慣用點(diǎn)源作參考（寫作G0），可惜點(diǎn)源只是理論上的東西，實(shí)際測試中，還得用半波振子陣測試得到Gλ/2。若用dB值表示，Gλ/2則成dBd, G0 則成dBi, dBd= dBi+2dB（注：=，略作2dB）。 4．被測天線的架高問題 從直覺出發(fā)總希望把天線盡量架高一些來擺脫地面的。事實(shí)上，米波段天線垂直方向圖都比較寬，想擺脫地面是辦不到的。因此只要適當(dāng)架高即可，所謂適當(dāng)就是從便于操作與架設(shè)出發(fā)，只要不低到地面影響天線上的電流分布或阻抗就行了。架高不宜小于一個(gè)波長，不要以為越高越準(zhǔn)，正相反，假如天線不下俯的話，架高越高，垂直方向所引起的損失越大。另一方面，越高晃動(dòng)越大，而且垂直花瓣更多不易測準(zhǔn)。 5．有地面反射時(shí)，垂直方向圖在增益測試中的影響，雖然由于立體波束變窄所得到的好處就叫增益，但是由于垂直波束變窄，在測試距離不是很遠(yuǎn)、而且米波段地面反射嚴(yán)重的情況下，會(huì)帶來測試值偏低的情況。這個(gè)問題讓我們從信號(hào)天線的架高考慮上談起。有三種作法:A、 升降信號(hào)天線直到找到垂直波束最大點(diǎn)為止，設(shè)在此時(shí)測出的增益為G1。B、 信號(hào)天線與被測天線等高，設(shè)此時(shí)測出的增益為G2。C、 只要信號(hào)足夠強(qiáng)，信號(hào)天線盡量降低，設(shè)此時(shí)測出的增益為G3。信號(hào)天線處于最大點(diǎn)位置最易為人接受，信號(hào)天線與被測天線等高也是習(xí)慣作法，只有第三法將信號(hào)天線架低，被測天線下俯的作法似乎不合情理，但理論（推導(dǎo)從略）與實(shí)踐皆證明第三法是唯一正確的。當(dāng)然若被測天線垂直方向圖很寬，這個(gè)差值并不很大。在采用第三法時(shí)，φ→1800，因此直接波與反射波是相消的，因此只能在信號(hào)足夠強(qiáng)的情況下才能架低，信號(hào)太弱時(shí)也只好架高一些。 如說駐波≤）。否則應(yīng)采用發(fā)射法以便對兩個(gè)天線的發(fā)射功率進(jìn)行監(jiān)測，并代入增益公式進(jìn)行修正。 在用比較法測天線增益時(shí),假如天線不大并且倒下很方便的話，則兩個(gè)天線可先后放在同一地點(diǎn)上。假如天線不能倒下，則有個(gè)d與r的問題（右圖）。只要測試距離夠遠(yuǎn)，由r引起的幅度差異是不大的，也是可以估算的。R方向帶來的起伏主要是空間駐波。 嚴(yán)格地講，應(yīng)找出八木天線的相位中心，但一般可將半波振子放在激勵(lì)元附近，然后前后移動(dòng)（或擺動(dòng)）測出空間駐波即可。 至于d的決定，宜適當(dāng)大一些?？稍诓煌膁上測空間駐波，起伏在一分貝內(nèi)即可，只要大部分頻率點(diǎn)好就行，有時(shí)個(gè)別頻率上起伏達(dá)三分貝，再拉遠(yuǎn)也不行時(shí)則只好作罷。一般說來900方向場強(qiáng)很弱只要適當(dāng)拉開些即可。 4．步驟（以接收法為例） 將半波振子調(diào)到測試頻率的相應(yīng)長度上（略短于λ/2），其駐波比≤。 檢查被測天線駐波，（要求低時(shí)不妨到2），則應(yīng)調(diào)好或采用發(fā)射法修正入射功率。 信號(hào)天線開始發(fā)射，大致看看半波振子收到的信號(hào)強(qiáng)度，只要檢測設(shè)備有足夠大的讀數(shù)，而且讀數(shù)穩(wěn)定的話，盡量將信號(hào)天線架低。 將半波振子前后移動(dòng)（或擺動(dòng)）λ/2，記下最大值P大與最小值P小。 將檢測設(shè)備接到被測天線，使天線方位對準(zhǔn)信號(hào)天線，然后下俯找到最大值（假如天線能俯仰的話），記下信號(hào)強(qiáng)度PT 被測天線增益GdBd = PTdB – (P大dB+ P小dB)/ 2 注：這里假定讀數(shù)全用分貝表示，若用倍數(shù)表示則應(yīng)用。六．結(jié)束語 天線參數(shù)測試中，測增益是個(gè)需要認(rèn)真對待的問題，否則難以得到可信的結(jié)果。關(guān)于空間駐波修正的測試方法自1965年提出以來，我廠一直沿用。也曾介紹給來廠參觀的同志，并寫入產(chǎn)品技術(shù)總結(jié)?？紤]到有人不熟悉此法，特寫出供參考。