實驗指導書
劉淑華劉瑋
資訊對抗技術專業
目錄第一部分系統說明及試驗原理 4
一、系統組成 4
二、系統硬體資源介紹及天線工作原理 4
三、天線方向圖測量方法 6
四、注意事項 6
第二部分實驗專案 7
實驗一偶極天線方向圖的測定 7
第一部分實驗系統簡介
一、系統組成
本實驗系統包含乙個脈衝發生器、乙個水平偶極天線、乙個場強儀組成。框圖如圖1所示。
二、系統硬體資源介紹及天線工作原理
1. 脈衝發生器
脈衝訊號發生器是能產生寬度、幅度和重複頻率可調的矩形脈衝的發生器，可用以測試線性系統的瞬態響應，或用作模擬訊號來測試雷達、多路通訊和其他脈衝數字系統的效能。本實驗中所用的脈衝發生器的型號為： 可發射最高頻率為2g的正弦波、方波等基本訊號。
2. 水平偶極天線
（1）天線的工作原理
偶極天線用來發射和接收固定頻率的訊號。偶極天線由兩根導體組成，每根為1/4波長，即天線總長度為半波長。所以偶極子天線叫半波振子。
偶極天線的振子可以水平放置，也可垂直放置。它的方向圖以饋電點為對稱。饋電點在半波振子的中心。
饋電點的阻抗為純電阻，近似75ω(約73ω)。偶極天線是短波和超短波波段中使用最為廣泛的天線。
對於中心點饋電的對稱振子天線，其結構可看做是一段開路傳輸線張開而成。根據微波傳輸線的知識，終端開路的平行傳輸線，其上電流呈駐波分布，如果兩線末端張開，輻射將逐漸增強。當兩線完全張開時，張開的兩臂上電流方向相同，輻射明顯增強，後面未張開的部分就作為天線的饋電傳輸線。
饋電時，在對稱振子兩臂產生高頻電流，此電流將產生輻射場。由於對稱振子的長度與波長比擬，因而振子上電流幅度和相位已不能看作處處相等，所以對稱振子的輻射場顯然不同於電基本振子。但是可以將對稱振子分成無數小段，每一小段都可以看成電基本振子，則對稱振子輻射場就是這些無數小段電基本振子輻射場的總和。
（2）天線的主要引數之一——天線方向圖
所謂天線方向圖，是指在離天線一定距離處，輻射場的相對場強（歸一化模值）隨方向變化的圖形，通常採用通過天線最大輻射方向上的兩個相互垂直的平面方向圖來表示（超高頻天線通常採用與場向量相平行的兩個平面來表示，即e平面方向圖，h平面方向圖）。
天線方向圖的特性引數：
為了方便對各種天線的方向圖特性進行比較，就需要規定一些特性引數。主要包括：主瓣寬度，旁瓣電平，前後比，方向係數等。
a.主瓣寬度：是衡量天線的最大輻射區域的尖銳程度的物理量。通常取天線方向圖主瓣兩個半功率點之間的寬度。
b.旁瓣電平：是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣的電平，一般以分貝表示。
c.前後比：是指最大輻射方向（前向）電平與其相反方向（後向）電平之比，通常以分貝為單位。
d.方向係數：在離天線某一距離處，。
3. 場強儀
場強儀故名思意是測量場強的儀器。場強儀的量值是μv/m作單位，它裡面有乙個長度單位m。從原理上來說，電平表（或電壓表）它量度的電壓值是在儀表的輸入埠，而場強儀所量度的電壓（或叫電勢）是天線在空中某一點感應的電壓。
嚴格來說，場強儀是由電平表和天線組成。強是電場強度的簡稱，它是天線在空間某點處感應電訊號的大小，以表徵該點的電場強度。其單位是微伏/公尺(μv/m)，為方便起見，也有用dbμv/m(0db=1μv)。
當天線在空中與被測訊號極化方向相同時取得最大感應訊號，一般可用射頻（rf）的有效值型電平表（電壓表）來測量。
三、天線方向圖測量方法
1.將待測偶極天線與脈衝發生器相連線，並把位置固定。以天線為中心，以為半徑做半圓（d為偶及天線長度）。
在半圓上每隔10°-15°將半圓劃分為12-18份，在每一點上用場強儀測量其場強。將其歸一化後作出方向圖。
2.可選擇不同的測量半徑，以3組為宜，比較在不同測量半徑得到的方向圖有何不同。
偶極天線方向圖的基本引數為：
四、注意事項
1.根據天線的大小選擇正確的脈衝激發頻率。
2.因為天下輻射場有嚴格要求，所以要關閉其他的通訊器材（主要是手機）。
一、實驗目的：
通過本次試驗對天線方向圖有更深的認識和了解。
二、實驗裝置及器件：
1、型脈衝發生器：型號:ee1482型合成訊號發生器，1臺；
2、水平偶極天線：自製，1副；
3、射頻電纜線n條；
3、場強儀：型號:mit3201 2ghz,1臺.
三、實驗內容：
選擇的天線距離，測定3個不同半徑的天線方向圖（本實驗中，所以r≥25cm）。
四、 實驗步驟：
1、組建天線測量系統的硬體電路；
2、根據不同的測量半徑選取不少於12個的不同的測量點，間隔約15度乙個，測試扇面在0°～180°之間（因為偶極天線的方向圖是對稱的，所以只測量乙個180°即可）；
3、實驗資料處理，測量場強，利用軟體製出方向圖。
五、 討論： 如果將偶極天線換為鞭狀天線，天線圖又如何？
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