了得網工業技術_天線測量實用手冊（第2版）

編輯推薦

本書具有如下特點：
1．準確性。理論的結果必須用實驗來檢驗，而天線參數的測量正好可以作為檢驗天線設計好壞的基礎。在新型天線的研制中，實驗起著重要的作用，它既是檢驗理論階段的手段，又是獨立的研究方法。本書是在大量實驗的基礎上成* 的，書中的測量方法都是由實際天線測量工作者經過長期實踐得來的，解決了許多理論上還不夠成熟的課題。
2．廣泛性。全面介紹天線的測量。從頻率上講，* 低頻率從幾十兆赫茲，到毫米波（40GHz）；從類型來講，天線的類型包括面天線、線天線等各種形式的天線；從測量方法上講，既有較原始的測量方法也有目前的計算機控制自動測量。目前我國移動通信基站數已經超過60萬個，特別是隨著3G時代的到來，我國5億個手機用戶數還將增大，基站天線的市場空間相當廣闊，已引起三大運營商的高度重視。本書用大量的篇幅介紹了移動通信基站天線的測量。
3．實用性。各章節內容都有具體的操作方法，典型測量案例分析，貼近工程實際，工程技術人員可以通過本書內容的學習，參照具體操作方法，完成工程實際任務。
4．先進性。本書介紹的天線測量繫統、儀器都是國內外知名品牌產品。這些產品的技術先進性、可拓展性等代表著天線測量的發展方向。
5．規範性。書中內容撰寫規範，涉及的標準、協議、接口等符合國內國際標準。

內容簡介

本書從天線遠場測量和近場測量兩個方面介紹了天線測量的基本方法、測量儀器設備、繫統設計、場地選擇等，此外還介紹了天線的主要參數的測量方法、步驟與技巧。各章內容都配有具體的操作方法，可以指導相關人員完成工程實際任務。
本書可供從事天線研究、企業生產的工程技術人員參考使用，同時還可以作為高等院校天線工程專業師生的參考書。

作者簡介

* 玖珍，中國電子集團公司第五十四研究所研究員，中國電子學會高級會員、河北省老科協會員及河北省老教授學會會員。長期從事微波及天線測量工作，曾擔任國家通信導航設備監督檢驗中心檢測室主任。在擔任我國某工程衛星在軌測試總體負責人期間，曾榮獲國家科技進步二等獎和部級科技進步一等獎（排名* 二）等。發表論文20餘篇、參與編寫國家標準4部。退休後，創辦河北威賽特科技有限公司並擔任總經理到今。其間，帶領公司技術團體，設計研制了全自動天線測量繫統，並得到廣泛應用。申請和獲得產品專利6項。
薛正輝，北京理工大學教授、博士生導師，中國電子學會高級會員、中國通信學會高級會員，擔任中國電子學會遙感遙測遙控分會和電磁兼容分會委員、中國通信學會電磁兼容委員會委員。長期從事微波毫米波天線及天線測試技術的研究，先後主持和參與國家自然科學基金重點項目等科研課題50餘項，獲得部級以上科技進步獎3項，校級科技進步獎4項。申請和獲得國防發明專利7項。先後發表論文200餘篇，出版專著和教材6本。

目錄

* 1章天線測量入門知識1

1.1 天線測量的意義、任務、內容、發展歷史1

1.1.1 意義1

1.1.2 任務1

1.1.3 內容1
目錄

* 1章天線測量入門知識1

1.1 天線測量的意義、任務、內容、發展歷史1

1.1.1 意義1

1.1.2 任務1

1.1.3 內容1

1.1.4 發展歷史2

1.2 電磁波的特性2

1.2.1 電磁波的頻率、波長2

1.2.2 電磁波的輻射、傳播和衰減4

1.2.3 電磁波的反射、散射和二次輻射4

1.2.4 對電磁輻射的防護4

1.3 天線的基本概念6

1.3.1 天線的定義、功用和分類6

1.3.2 天線測量的典型配置7

1.3.3 天線測量中的互易性7

1.3.4 近場和遠場7

1.3.5 天線輻射特性測量法分類9

1.4 天線的基本電參數10

1.4.1 方向圖10

1.4.2 副瓣和半功率波束寬度13

1.4.3 增益14

1.4.4 輸入阻抗16

1.4.5 電壓駐波比、反射繫數、回波損耗（RL）16

1.4.6 天線的有效長度和有效面積18

1.4.7 天線效率19

1.4.8 天線極化19

1.4.9 天線帶寬21

1.4.10 天線噪聲溫度22

* 2章天線測量儀器設備介紹23

2.1 頻譜分析儀23

2.1.1 概述23

2.1.2 組成及工作原理24

2.1.3 參數定義及相互關繫24

2.1.4 頻譜分析儀的自校準25

2.1.5 使用頻譜分析儀應注意的問題26

2.2 信號發生器27

2.2.1 概述27

2.2.2 主要技術性能指標27

2.2.3 組成及工作原理28

2.2.4 典型產品的操作使用31

2.2.5 主要性能檢驗33

2.3 網絡分析儀35

2.3.1 概述35

2.3.2 基本組成35

2.3.3 基本工作原理40

2.3.4 如何實現傳輸與反射測量42

2.3.5 優化測量44

2.3.6 如何進行繫統校準46

2.4 傳輸線（饋線）48

2.4.1 矩形波導管傳輸線49

2.4.2 橢圓波導50

2.4.3 同軸電纜51

2.5 同軸連接器54

2.5.1 同軸連接器分類54

2.5.2 使用注意事項56

2.6 放大器57

2.6.1 功率放大器（PA）57

2.6.2 低噪聲放大器（LNA）57

2.7 轉臺及控制器58

2.7.1 主要性能58

2.7.2 轉臺的分類58

2.7.3 轉臺及伺服控制器61

2.7.4 轉臺精度和誤差分析61

第3章天線電路參數的測量65

3.1 電壓駐波比的測量65

3.1.1 經典的測量線（開槽線）測量法65

3.1.2 標量網絡分析儀測量法68

3.1.3 矢量網絡分析儀測量法70

3.2 衰減測量72

3.2.1 衰減測量基本原理72

3.2.2 網絡分析儀的傳輸測量法74

3.2.3 網絡分析儀的反射測量法76

3.3 天線噪聲溫度的測量78

3.3.1 測量目的78

3.3.2 天線的噪聲溫度的估算78

3.3.3 Y因子法測量原理79

3.3.4 測量繫統80

3.3.5 測試步驟81

3.3.6 如何提高噪聲溫度的測量精度81

3.4 無源互調測量81

3.4.1 無源互調概念81

3.4.2 無源互調分析儀介紹83

3.4.3 測試繫統安裝84

3.4.4 校準85

3.4.5 測試步驟85

3.4.6 測試結果的判別86

第4章天線測試場的設計、建造和鋻定測試87

4.1 設計要點87

4.1.1 選取* 小測試距離的準則87

4.1.2 地面及環境反射影響的考慮87

4.1.3 干擾的抑制88

4.1.4 選擇合適的測試場類型88

4.2 測試場常見類型88

4.2.1 高架測試場88

4.2.2 斜天線測試場90

4.2.3 地面反射測試場91

4.2.4 常規遠場的比較和選擇92

4.3 微波暗室93

4.3.1 主要參數93

4.3.2 設計、建造94

4.3.3 檢驗96

4.4 緊縮場101

4.4.1 概念101

4.4.2 緊縮場CATR簡介102

4.4.3 緊縮場暗室104

4.4.4 典型的緊縮場天線自動測量繫統105

第5章天線遠場測量繫統的設計、組建107

5.1 繫統設計主要考慮的問題107

5.2 繫統鏈路參數的估算107

5.2.1 發射鏈路的計算108

5.2.2 接收（待測）鏈路的計算109

5.2.3 繫統靈敏度的計算109

5.2.4 繫統動態範圍的計算111

5.3 測量繫統介紹112

5.3.1 采用頻譜分析儀測量繫統112

5.3.2 采用網絡分析儀的天線幅—相測量繫統113

5.3.3 用光纜連接的測量繫統119

5.3.4 采用無線遙控源端設備的天線測量繫統120

5.4 繫統軟件設計121

5.4.1 主要功能122

5.4.2 測試界面介紹122

第6章天線輻射參數的遠場測量125

6.1 天線方向圖的測量125

6.1.1 常規遠場法125

6.1.2 衛星信標法135

6.1.3 衛星轉發法137

6.1.4 方向圖測量誤差分析139

6.2 天線增益測量140

6.2.1 比較法141

6.2.2 兩相同天線法144

6.2.3 三天線法145

6.2.4 波束寬度法147

6.2.5 方向圖積分法148

6.2.6 射電源法149

6.2.7 增益測量誤差分析和修正153

6.3 天線相位測量159

6.3.1 天線相位中心的概念159

6.3.2 測量繫統配置及基本工作原理159

6.3.3 測量方法160

6.3.4 典型測量案例：喇叭天線相位中心的測量162

6.4 天線極化特性的測量167

6.4.1 線極化天線的極化方向圖的測量原理及方法167

6.4.2 圓極化天線軸比的測量169

6.4.3 關於天線極化的判斷170

6.4.4 天線極化測量的精度考慮171

第7章天線近場測量技術173

7.1 天線近場測量技術的發展歷程174

7.1.1 天線頻域近場測量技術的發展174

7.1.2 天線時域近場測量技術的起源與發展175

7.2 天線近場測量技術的特點和技術優勢176

7.2.1 天線近場測量的基本概念和類別176

7.2.2 頻域近場測量的技術特點178

7.2.3 時域近場測量的技術特點180

7.3 天線近場測量的基本電磁學原理182

7.3.1 惠更斯—基爾霍夫原理182

7.3.2 等效原理182

7.3.3 表面電磁場的截斷問題183

7.3.4 天線輻射特性的時域近場表征與測試183

7.4 天線頻域與時域近場測量理論188

7.4.1 三維直角坐標繫中電磁場分布與平面波譜之間的關繫188

7.4.2 探頭修正理論195

7.4.3 矩形開口波導探頭的輻射場206

7.5 天線近場測量的誤差及其修正209

7.5.1 頻域近場測量誤差210

7.5.2 時域近場測量誤差212

7.6 天線近場測量繫統215

7.6.1 概述215

7.6.2 硬件分繫統217

7.6.3 軟件分繫統223

7.7 典型近場測量繫統介紹230

7.7.1 NSI公司及近場測量繫統產品230

7.7.2 ORBIT/FR公司及近場測量繫統產品230

7.7.3 SATIMO公司及近場測量繫統產品230

第8章典型天線測量實踐237

8.1 手機天線的測量237

8.1.1 手機天線性能指標238

8.1.2 手機天線的有源測量239

8.1.3 手機天線的無源測量245

8.2 微波通信天線的測量246

8.2.1 微波通信天線的主要技術指標246

8.2.2 F/B指標的確定246

8.2.3 測試場地的選擇249

8.2.4 測量動態範圍的計算249

8.2.5 室外場全自動天線測量繫統的設計250

8.2.6 測量案例分析252

8.3 天線罩的測量254

8.3.1 天線罩的主要性能參數255

8.3.2 天線罩測試繫統組成原理257

8.3.3 天線罩測試繫統原理框圖及測試流程259

8.4 相控陣雷達天線的測量260

8.4.1 相控陣雷達天線的主要性能指標260

8.4.2 相控陣天線測試原理及繫統組成262

8.4.3 相控陣天線測試流程265

附錄A 天線標準摘錄267

附錄B 微波傳輸線參考資料299

參考文獻309

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