一种测量天线损耗的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量天线损耗的方法，属于天线技术领域。本发明专利技术首先在微波暗室环境条件下，利用远场法测量天线系统的归一化载噪比；然后用远场法测量天线E面和H面的功率方向图，利用数值积分的方法计算天线的方向性系数；最后由测量的天线系统归一化载噪比和天线方向性系数，计算天线的损耗。本发明专利技术的方法简单可行，具有推广和应用价值。具有推广和应用价值。具有推广和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种测量天线损耗的方法


[0001]本专利技术涉及天线
，特别是指一种测量天线损耗的方法。

技术介绍

[0002]天线损耗定义为天线辐射功率与输入功率之比，它是天线的重要性能参数。天线损耗不仅降低了天线增益或效率，而且增加了系统噪声温度，影响接收系统的灵敏度。精确测量天线损耗是很重要的。天线损耗通常采用短路法或增益方向性法进行测量。短路法就是对天线进行短路，通过测量反射损耗的方法确定天线损耗；增益方向刑法是通过测量天线功率增益和方向性系数，从而确定天线损耗。传统的测量方法确定天线损耗具有如下局限性：
[0003]1、在传统的短路法中，测量方法适合喇叭或口径一类天线损耗测量，对于振子一类的线天线、天线阵和微带天线等，无法实现天线口面短路，因此该方法不适用此类天线损耗测量；
[0004]2、在传统的短路法中，天线口面短路，多重反射引起的测量误差很大；
[0005]3、在传统的增益方向性法中，需要测量天线功率增益和方向性系数，由于天线功率增益测量精度的限制，该方法不适合小损耗的天线测量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提出一种测量天线损耗的方法。该方法无需对天线口面进行短路，无需测量天线的功率增益，克服了传统短路法多重反射的影响，消除了共同误差项，改善了测量精度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种测量天线损耗的方法，包括以下步骤：
[0009](1)系统归一化载噪比的测量：在微波暗室远场条件下，将标准增益喇叭与待测天线对准，并进行极化匹配，用频谱分析仪测量待测天线接收的载波功率大小，用C表示，单位为dBm；然后关闭信号源的射频输出，将待测天线方位转动90
°
，指向微波暗室侧墙的吸波材料，接收微波暗室的环境噪声，用频谱分析仪测量系统的归一化噪声功率，用N0表示，单位为dBm/Hz；计算分贝表示的系统归一化载噪比：
[0010][0011]式中：
[0012]―系统归一化载噪比，dB/Hz；
[0013]C―待测天线接收的统载波功率，dBm；
[0014]N0―系统归一化噪声功率，dBm/Hz；
[0015](2)待测天线的方向性系数测量：在微波暗室远场条件下，在
±
180
°
角度范围内，
分别测量待测天线的E面功率方向图P
E
(θ)和H面功率方向图P
H
(θ)；利用下式计算天线的方向性系数：
[0016][0017][0018][0019]式中：
[0020]D
E
―天线E面方向性系数；
[0021]D
H
―天线H面方向性系数；
[0022]D―天线方向性系数，dBi；
[0023](3)计算天线损耗：由测量的系统归一化载噪比和天线方向性系数，利用下式计算天线损耗：
[0024][0025]式中：
[0026]L
ant
—天线损耗，dB；
[0027]G
S
—标准增益喇叭的增益，dBi；
[0028]P
T
—标准增益喇叭的输入功率，dBW；
[0029]L
p
—标准增益喇叭和待测天线之间的自由空间传播损耗，dB；
[0030]T0—微波暗室的环境噪声温度，K；
[0031]T
LNA
—低噪声放大器的噪声温度，K；
[0032]完成天线损耗的测量。
[0033]进一步地，步骤(1)的具体方式为：
[0034]在微波暗室中建立远场测试系统，安装标准增益喇叭和待测天线，标准增益喇叭与待测天线之间的距离满足天线远场测试距离条件，天线轴线对准，进行极化匹配；
[0035]由信号源发射的单载波信号，经射频电缆传输，由标准增益喇叭发射，经自由空间传播，由待测天线接收，经低噪声放大器放大，用频谱分析仪的码刻功能测量待测天线接收的载波信号的功率；
[0036]然后，关闭信号源的射频输出，将待测天线方位转动90
°
，待测天线主波束指向微波暗室侧墙的吸波材料，这样待测天线处于微波暗室的室温环境中，接收微波暗室的环境噪声，将频谱分析仪的射频输入衰减设置为0dB，用频谱分析仪的码刻噪声功能，测量待测天线接收的环境噪声经低噪声放大器放大后，系统的归一化噪声功率；
[0037]由测量的载波功率和系统归一化噪声功率，计算系统归一化载噪比的大小。
[0038]进一步地，步骤(2)的具体方式为：
[0039]驱动待测天线与标准增益喇叭轴线对准，标准增益喇叭极化设置为水平极化，调
准待测天线与标准增益喇叭极化匹配，驱动待测天线方位，在
±
180
°
范围内，测量待测天线的方位功率方向图，即得待测天线E面功率方向图；
[0040]然后，调整待测天线与标准增益喇叭对准，设置标准增益喇叭极化为垂直极化，调整待测天线与标准增益喇叭的极化匹配，在
±
180
°
范围内，测量待测天线的方位功率方向图，即得待测天线的H面功率方向图；
[0041]由测量的待测天线E面和H面功率方向图，利用数值积分的方法计算待测天线的方向性系数。
[0042]进一步地，待测天线与标准增益喇叭之间的距离满足远场测试距离条件，即待测天线和标准增益喇叭之间的距离R≥2d2/λ，其中d为待测天线口径，λ为工作波长。
[0043]进一步地，标准增益喇叭的增益和低噪声放大器的噪声温度为精确已知的。
[0044]本专利技术与
技术介绍
相比具有如下优点：
[0045]1、该方法测量天线损耗，无需对天线口面进行短路，克服了传统短路法多重反射的影响。
[0046]2、该方法测量天线损耗，无需测量天线的功率增益，通过系统归一化载噪比测量，消除了共同误差项，改善了测量精度。
[0047]3、该方法适合不同类型的天线损耗测量，具有较好的推广和应用价值。
附图说明
[0048]图1是本专利技术的测量原理示意图。
具体实施方式
[0049]一种测量天线损耗的方法，具体步骤如下：
[0050](1)系统归一化载噪比的测量。在微波暗室远场条件下，标准增益喇叭与待测天线对准，极化匹配，用频谱分析仪测量待测天线接收的载波功率大小，用C表示，单位为dBm；然后关闭信号源的射频输出，将待测天线方位转动90
°
，指向微波暗室侧墙的吸波材料，接收微波暗室的环境噪声，用频谱分析仪测量系统的归一化噪声功率，用N0表示，单位为dBm/Hz。则用下式计算分贝表示的系统归一化载噪比。
[0051][0052]式中：
[0053]―系统归一化载噪比，dB/Hz；
[0054]C―待测天线接收的统载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量天线损耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)系统归一化载噪比的测量：在微波暗室远场条件下，将标准增益喇叭与待测天线对准，并进行极化匹配，用频谱分析仪测量待测天线接收的载波功率大小，用C表示，单位为dBm；然后关闭信号源的射频输出，将待测天线方位转动90
°
，指向微波暗室侧墙的吸波材料，接收微波暗室的环境噪声，用频谱分析仪测量系统的归一化噪声功率，用N0表示，单位为dBm/Hz；计算分贝表示的系统归一化载噪比：式中：―系统归一化载噪比，dB/Hz；C―待测天线接收的统载波功率，dBm；N0―系统归一化噪声功率，dBm/Hz；(2)待测天线的方向性系数测量：在微波暗室远场条件下，在
±
180
°
角度范围内，分别测量待测天线的E面功率方向图P
E
(θ)和H面功率方向图P
H
(θ)；利用下式计算天线的方向性系数：系数：系数：式中：D
E
―天线E面方向性系数；D
H
―天线H面方向性系数；D―天线方向性系数，dBi；(3)计算天线损耗：由测量的系统归一化载噪比和天线方向性系数，利用下式计算天线损耗：式中：L
ant
—天线损耗，dB；G
S
—标准增益喇叭的增益，dBi；P
T
—标准增益喇叭的输入功率，dBW；L
p
—标准增益喇叭和待测天线之间的自由空间传播损耗，dB；T0—微波暗室的环境噪声温度，K；T
LNA
—低噪声放大器的噪声温度，K；
完成天线损耗的测量。2.根据权利要求1所述的一种测量天线损耗的方法，其特征在于，步骤(1)的具体方式为：在微波暗室中建立远场测试系统，安装标准增益喇叭和待测天...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦顺友，石磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：