發布時間:2025-05-23作者來源:金航標瀏覽:16
一、近場遠場劃分
感應場區這個區域緊臨著天線,處于0<r<λ/2π這個區域之間,其中λ為天線的波長。超出感應場的范圍即為福射近場,這個區域的范圍在λ/2π<r<2D2/λ之間,式中D為天線的最大口徑,而福射場區可以分為兩個小區域,在λ/2π<r <2D2/4λ之間,區域場的變化較快,在 2D2/4λ<r<2D2/λ之間區域場的變化較慢。 更遠區域都是天線的遠場,這個區域范圍在 r>2D2/λ的區域內。
二、遠場測量
天線的遠場測量在室外或者室內都可以進行,遠場測量的方法大致可以分為 兩類:反射法和自由空間法。反射法需要在待測天線區域搭建一個反射平面,自由空間法根據建立的場區又可以分為三種,分別為高架場、傾斜場和緊縮場。
以下介紹幾種遠場測量方法:
1.高架場:高架場下方要求干凈,盡量排除一切干擾,天線一般會被置于高塔或者高層建筑物上。場間距一定要滿足遠場條件 r<2D2/λ,式中D是待測天線的最大口徑。待測天線的接收功率不能太大,這樣可以保證平均接收功率,為了排除場的反射干擾,發射天線面對塔基的方向為第一零點方向,最大化保證主瓣功率不受干擾,考慮到以上的因素,待測天線的高度不能小于4D,高架場中可以合理增加一些措施更好地減小地面反射,比如增加隔離柵,但是需要注意隔離柵不能影響到天線的主波束,并且要注意隔離柵的形狀, 最好是齒形,這樣可以減少邊緣輻射。
2.地面反射場:地面反射場是通過地面的反射來測量出待測天線的相位和幅度分布,因此對場區的環境要求十分嚴格,場間距需要滿足遠場條件>2D2/λ, 式中D是待測天線的最大口徑。源天線和待測天線的高度 h0和hr之間應滿足: h0? hrλ/4,另外,待測天線的高度一般需要滿足 hr>3.3D。
3. 斜天線測試場:斜天線測試場的待測天線被固定在一個高塔上,發射天線被固定在地面附近,與高架場類似,發射天線指向待測天線的中心,并且它的第一零瓣方向指向塔基,高塔上可以使用一些合適的措施以降低反射。與高架場相比,斜天線測試場所需求的場地相對小一些。
4.緊縮場:天線遠程測量中,待測天線需要接收的波是均勻平面波,所以場 間距一般需要滿足r>2D2/λ,但是,很多測試環境滿足不了這個距離,所以緊縮場測試就因為這種情況產生了,緊縮場可以在更短的距離內產生所需的均勻平面波場,緊縮場內部擁有一個大型的平面波反射器,平面波反射器可以將球面波轉化為均勻平面波,待測天線需要接近平面波反射器來接收均勻平面波。 在遠場測量中,待測天線接收到的信號包括發射天線的信號和地面與周圍物體反射的信號。地面與周圍物體反射的信號會造成測試結果如方向圖等的誤差, 還有一種誤差是基于遠場測量的定義產生的,天線的遠場方向圖的定義中需要r趨向于無窮,而實際測量中距離只是r>2D2/λ,這個距離的差異會對遠場方向圖造成一定的影響。此外,室外測量時,外界的信號會影響發射天線的信號,對待測天線造成干擾,但是可以使用濾波器極大的削弱這種干擾。
綜上所述,上面介紹的四種天線遠場測量方法,室內緊縮場的規模最小,可以通過很多措施減少測試的誤差,但是天線的測試精度取決于平面波反射器的精度和質量,另外,室內空間的大小限制了待測天線的尺寸。其他三種遠場測量方法的場間距都需要滿足遠場條件 r>2D2/λ。地面反射場需要通過地面的反射場 進行測量,所以這種方法對反射面的表面精度有著很高的要求。斜天線測試場受到地面反射的誤差影響比較小,但是待測天線所處的高度需要很高,并且一定程度上限制了待測天線的尺寸。高架場適用于中型微波天線的測量,因為受到地面反射的誤差影響,所以需要使用隔離柵等措施來降低誤差的干擾。
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