大型天線測量方法研究及應用

❶ 天線研究的前沿領域有那些

天線作無線電波的發射或接收用的一種金屬裝置(如桿、線或線的排列)在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發射或接收的基本特性參數是相同的。這就是天線的互易定理。天線從不同角度進行分類：①按工作性質可分為發射天線和接收天線。②按用途可分為通信天線、廣播天線、電視天線、雷達天線等。③按工作波長可分為超長波天線、長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線、微波天線等。④按結構形式和工作原理可分為線天線和面天線等。描述天線的特性參量有方向圖、方向性系數、增益、輸入阻抗、輻射效率、極化和頻帶寬度等。目前，天線的發展已基本滿足各種無線傳輸業務的需要。在某些特殊應用場合（如遙感、空間通信等），隨著天線理論的不斷完善，天線類型還會不斷發展。 對微帶天線的研究正在蓬勃地展開，這是一個具有極強生命力的課題。隨著相關技術的發展，微帶天線無論在理論研究，還是在工藝製造上都將越來越成熟，必將開辟更為廣闊的應用領域。:qqq

❷ 天線研究方向國內外的現狀及發展前景怎樣

可以研究下高頻天線，高頻天線罩，頻率選擇表面FSS天線罩等等，很有前景！

室內通信一個很大的問題是通信的不確定性，包括物體移動產生的陰影效應（慢衰落）和室內散射造成的多徑效應（快衰落）。
通信頻率越高，天線尺寸可以做的越小，但其電波繞射能力越弱，受遮擋的影響越嚴重。通信頻率越低，天線尺寸變大，但其電波繞射能力強，受遮擋的影響小。

綜合移動終端尺寸和電波衍射能力的折中，現在移動通信的頻段集中在1GHz~3GHz。802.11a標准規定了5.8GHz的ISM頻段，不過按我們實際中的使用感受，其信號覆蓋率比2.4GHz要差好多。

60GHz的繞射能力明顯是不能和wifi相比的，其受室內裝飾格局的影響很大。60GHz的信號覆蓋如果要趕上wifi，那麼室內的熱點密度要在10m/個這個級別，並且要針對信號死角單獨布設。當然這具有大帶寬高數據率的優勢，但這個優勢能否使得它能被廣泛應用，還不好說。得看實際的使用情況和市場反應。

❸ 天線的天線輻射特性測量法分類

天線輻射特性測量方法如圖6所示。遠場法可分為室外場、室內場及緊縮場；近場法可分為平面、球面、柱面近場測試法。
1．遠場方法
遠場方法又稱為直接法，所得到的遠場數據不需要計算和後處理就是方向圖。但是它往往需要很長的距離才能測試天線的特性，所以大多數的遠場方法都在室外測試場地進行。室外場又分高架場和斜架場，統稱為自由空間測試場，主要缺點是容易受外界的干擾和場地反射的影響。遠場方法如果在暗室里進行就稱為室內場。因為所需空間很大，室內場往往成本高。
緊縮場在分類上是屬於遠場測試場，但是它不用很大的測試場，而是用一個拋物面天線和饋源，饋源放在拋物面天線的焦點區域，經過拋物面反射的波是平面波。這樣被測天線就在平面波區域。緊縮場設備的加工精度要求很高，改變工作頻段需要更換饋源，費用較大。
2．近場方法
近場測量技術就是在天線的近場區的某一表面上採用一個特性已知的探頭來取樣場的幅度和相位特性，通過嚴格的數學變換而求得天線的遠場輻射特性的技術。根據取樣表面的形狀，近場測試場分為3種，即平面測試場、柱面測試場和球面測試場。
近場測量技術的主要優點是：所需要的場地小，可以在微波暗室內進行高精度的測量，免去了建造大型微波暗室的困難。測量受周圍環境的影響極小，保證全天候都能順利進行。測量的信息量大，通過在近場區的某一表面的取樣可以精確地得出天線任意方向的遠場幅度相位和極化特性。近場測量技術將在第7章詳細論述。

圖6天線輻射特性測量方法分類

❹ 天線姿態測量儀的技術應用背景

天線工參的重要性
(天線工參數據對網路覆蓋的重要性)
基站天線的工參主要有高度、俯仰角、方位角和位置等，這些參數對基站的電磁覆蓋有決定性的影響。所以，天線參數的正確性在網路規劃和網路優化中具有重要的意義。
(1)、天線掛高
天線高度直接與基站的覆蓋范圍有關。其影響主要有以下幾個方面：
1)、話務不均衡。基站天線過高，會使該基站的覆蓋范圍過大，從而造成該基站的話務量很大，而與之相鄰的基站由於覆蓋較小且被基站覆蓋，話務量較小，不能發揮應有作用，導致話務不均衡。
2）、系統內干擾。基站天線過高，會造成越站無線信號干擾，引起掉話、串話和有較大雜音等現象，從而導致整個無線通信網路的質量下降。
3)、孤島效應。孤島效應是基站覆蓋性問題，當基站覆蓋在大型水面或多山地區等特殊地形時，由於水面或山峰的反射，使基站在原覆蓋范圍不變的基礎上，在很遠處出現「飛地」，而與之有切換關系的相鄰基站卻因地形的阻擋覆蓋不到，這樣就造成「飛地」與相鄰基站之間沒有切換關系，「飛地」因此成為孤島，當手機佔用上「飛地」覆蓋區的信號時，很容易因沒有切換關系而引起掉話。
(2)、天線俯仰角
天線俯仰角是網路規劃和優化中的一個重要事情。選擇合適的俯仰角，可以使天線至本小區邊界的電磁波與周圍小區的電磁波能量重疊盡量小，從而使小區間的信號干擾減至最小。另外，選擇合適的覆蓋范圍，可使基站實際覆蓋范圍與預期的設計范圍相同，同時加強本覆蓋區的信號強度。
俯仰角過小會造成基站實際覆蓋范圍比預期范圍偏大，從而導致小區與小區之間交叉覆蓋，相鄰切換關系混亂，系統內的信號干擾嚴重。從另一方面看，若天線的俯仰角偏大，則會造成基站實際覆蓋范圍比預期范圍偏小，導致小區之間的信號盲區或弱區，同時易導致天線方向圖形狀的變換（如從鴨梨形變為紡錘形），從而導致嚴重的系統內干擾。因此，合理設置俯仰角是整個移動通信網路質量的基本保證。
(3)、天線方位角
天線方位角對移動通信的網路質量非常重要。一方面，准確的方位角能保證基站的實際覆蓋與所預期的相同，保證整個網路的運行質量；另一方面，依據話務量或網路存在的具體情況對方位角進行適當調整，可以更好的優化現有的移動通信網路。
若基站天線方位角設置存在偏差，則易導致基站的實際覆蓋與所設計的不相符，基站的覆蓋范圍不合理，從而導致一些意象不到的同頻及領頻干擾。
(4)、天線位置：
1)、基站的初始布局
基站布局主要受場強覆蓋、話務密度分布和建站條件三方面因素的制約。對於一般大中城市來說，場強覆蓋的制約因素小，主要受話務密度分布和建站條件兩個因素的制約。基站布局的疏密要對應於話務密度的分布情況。
2)、站址選擇與勘察
在完成基站初始布局後，網路規劃工程師要與建設單位以及相關工程設計單位一起，根據站點布局圖進行站址的選擇與勘察。初選完成後，由網路規劃工程師、工程設計單位與建設單位進行現場查勘，確定站址條件是否滿足建站要求，並確定站址方案。
經過連續幾年的快速發展，國內無線通信運營商的網路規模和用戶數量都得到了較快增長。隨著市場競爭的加劇，移動通信網路質量是進一步發展用戶、降低用戶離網率的有力保障，已成為決定運營商競爭力的一個關鍵因素。移動通信網路質量影響因素可以分為三類：網路規劃的合理性，網路設備性能質量以及現場施工的工程質量, 而在這三個因素中基站天線的工參數據是最基礎的要素，而工參數據的測量是通信基站天線的建設、維護與優化等生產作業中最基礎的工作，只有在一個完整和可靠的天線工參數據的基礎上網路規劃、網路優化等工作才能做的高效而准確。
傳統方式的弊端
(傳統的天線姿態測量方式存在的弊端)
(1)、移動通信基站天線的方位角和下傾角的傳統測量要求工程技術人員使用羅盤，人為地確定方位角（測量過程中道先要保持羅盤水平，天線、標尺和羅盤鏡面平分線要三點一線難度大，干擾因素多），還要求工程技術人員通過可視地檢查在天線的安裝架上表示的低精度的刻度標記，識別傾斜度，工程人員的技巧及人工測量方法方面的差異，會產生不正確或不穩定的測量結果，無法精確的達到設計要求。
舊式工具的缺陷如下：
地質羅盤現場使用時定向難度大，精度不高且很大程度上受個人因素影響大；
坡度尺現場使用時測量誤差較大，精度不高；
皮尺或激光測距在復雜環境下使用比較麻煩，所以較大多數情況下依靠目測估計；
(2)、現有基站的高塔、單管塔或三角塔上的天線由於現場環境復雜，機械羅盤在高空測量上限制非常多導致站點測量不方便，難以准確測量；
(3)、目前天線的經緯度測量記錄都為一站一個經緯度而不是一面天線一個經緯度，對於後期分析不太准確，同時多種測量工具攜帶不方便、操作步驟煩瑣工作效率低；
(4)、目前的工程管理手段比較原始是建立在口口相傳施工及郵件施工回單、缺乏有效的工程進度和質量管理手段同時天線資料庫設計與實際值不符、更新不及時對後續工作帶來很大的弊端；

❺ 天線的近場和遠場

天線是一種能量轉換裝置，發射天線將導行波轉換為空間輻射波，接收天線則把空間輻射波轉換為導行波。因此，一副發射天線可以視為輻射電磁波的波源，其周圍的場強分布一般都是離開天線距離和角坐標的函數。通常，根據離開天線距離的不同將天線周圍的場區劃分為感應場區、輻射近場區和輻射遠場區，如圖5所示。

圖5天線的場區
（1）感應場區
感應場區是指很靠近天線的區域。在這個場區里，不輻射電磁波，電場能量和磁場能量交替地貯存於天線附近的空間內。電小尺寸的偶極子天線其感應場區的外邊界條件是l/2p。這里，l是工作波長。
（2）輻射近場
在輻射近場區（又稱菲涅爾區）里電場的相對角分布（即方向圖）與離開天線的距離有關，即在不同距離處的方向圖是不同的。這是因為：
*由天線各輻射源所建立的場之相對相位關系是隨距離而變的。
*這些場的相對振幅也隨距離而改變。在輻射近場區的內邊界處（即感應場區的外邊界處）天線方向圖是一個主瓣和副瓣難分的起伏包絡。
*隨著離開天線距離的增加直到靠近遠場輻射區，天線方向圖的主瓣和副瓣才明顯形成，但零點電平和副瓣電平均較高。輻射近場區的外邊界按通用標准規定為：
r=2D2/λ(m) （1.3.1）
式中，r是觀察點到天線的距離；
D是天線孔徑的尺寸。
（3）輻射遠場
輻射近場區的外邊就是輻射遠場區（夫朗荷費區）。該區域的特點是：
*場的相對角分布與離開天線的距離無關；
*場的大小與離開天線的距離成反比；
*方向圖主瓣、副瓣和零值點已全部形成。
輻射遠場區是進行天線測試的重要場區，天線輻射特性所包括各參數的測量均需在該區進行。實際測量中必須遵守公認的式（1.3.1）所示的近、遠場的分界距離。

圖6電小尺寸天線的場區
圖6是電小尺寸L/l<1（L是線天線的最大尺寸）的線天線的場區。由圖可見，電小天線只存在電抗近場區和輻射遠場區，沒有輻射近場區。常把輻射遠場與電抗近場相等的距離定義為L/l<1一類天線電抗近場區的外界，越過了這個距離（R=2p/l），輻射遠場就占優勢。
為了表徵輻射遠場相對電抗近場的大小，常用它們的相對比值。由電基本振子的場方程可以求得電抗近場與輻射遠場之比，若用dB表示則為PE（dB）=20lg（λ/2πR）=-16+20lg（λ/R）
不同距離上的場強比值如表1所示。
表1不同距離上的場強比值 R 1l 2l 3l 4l 5l 6l 7l 8l 9l 10l ρE(dB) -16.0 -22.0 -25.5 -28.0 -29.9 -31.5 -32.9 -34.0 -35.0 -36.0

❻ 衛星天線的仰角和方位角如何測量

本問題舉例進行說明：

周口市的地理位置是東經114°38′,北緯33°37′,亞洲3S衛星軌道位置是東經10°55′。天線仰角是指拋物面天線中心MN與水平線OM之間的夾角H（如圖）。天線方位角是指:從接收點的正北方向開始,順時針方向至天線中心線在水平面上正投影線的角度。根據以下公式:

z為天線所指衛星的徑度;

x為地面站徑度;

φ為地面站緯度;

R為地球半徑，R=6378km。

h為衛星高度，h=35786km。

R/(R+h)=42164km。

經計算得出周口市接收亞洲3S衛星的天線仰角為50°34′,方位角南偏162°。

(6)大型天線測量方法研究及應用擴展閱讀

接收天線調整

天線方位角及仰角的調整：

調整天線的仰角及方位角，這里介紹兩種行之有效的方法：相對值法與絕對值法。

①相對值法：此法是先計算出接收當前衛星與接收預收衛星時天線仰角與方位角的差值，然後對天線進行相應的調整。舉例來說，在武漢市調整原接收中星五號(115.5°E)的天線至接收亞太1A號(134°E)，天線的方位角及仰角分別為：

中星五號 AZ=177.6°；EL=54.3°

亞太1A號 AZ=144.9°；EL=48.3°

顯然方位角應減少即向東轉177.6°-144.9°=32. 7°，仰角應下調54.3°-48.3°=6.0°。

由於在調整中是取相對值進行的，測量位置本身的偏差在計算中已經被消除了，因此對羅盤的測量位置要求不高，只要保持測量位置不變即可。此法較適合於天線換星操作和偏饋天線。

②絕對值法：此法只需計算出天線最終仰角及方位角，而無需考慮當前狀態。以羅盤讀數作參考也能較快將天線調至所需位置，但在使用羅盤時一定要嚴格選擇測量位置，盡量減小由於測量位置選擇不當引起的誤差。

這兩種方法各有優缺點，可根據具體情況選擇使用或結合使用。

天線仰角及方位角的調整對於接收C波段模擬電視信號或許不算太困難，但對於接收數字電視信號特別是Ku波段電視信號就沒有那麼簡單。筆者建議務必按以下步驟進行，除非條件不具備。

首先接收該衛星上C波段模擬電視信號，以求將天線大致對准衛星，在多數情況下這一條件都能得到滿足。

其次接收C波段數字電視信號或者改換Ku波段高頻頭接收該波段模擬電視信號，這一條件不一定能滿足。

最後接收Ku波段數字電視信號。有些Ku波段天線不能換C波段高頻頭，但也應盡可能從第二步做起 。

微調

經過以上幾個步驟，大多數情況下是能收到衛星信號的，但接收效果不一定理想，為此必須進行微調。

仰角、方位角的微調：反復微調仰角及方位角，注意監視器上圖像、伴音的變化情況，直到圖像、伴音信號達到最佳狀態。在微調期間，一定要注意分清天線的主瓣和旁瓣，以主瓣接收信號，收視效果明顯要優於旁瓣。

饋源及極化的調整：完成仰角及方位角的微調後應將其稍微固定，然後適當移動饋源的位置，調整焦距。同時由於我國衛星廣播採用線極化方式傳送，因此務必對極化進行細心的調整。最終的目標是使模擬接收機的輸入信號電平最強，數字接收機的誤碼率最低，以保證監視器上信號最佳。

調試完畢後，整個衛星接收系統已處於最佳工作狀態，可將饋源、極化器、仰角和方位角等固定好 。

❼ 怎樣測量天線頻率

接法：
1. 因為天線的信號幅度非常小，低於示波器的檢測靈敏度，因此示波器是無法直接測量，而本振信號的幅度較大，示波器能直接測量。
2. 將示波器探頭的接地腳接在電路的接地，用探頭的針心去接在需要檢測元件的腳上，通過調節示波器的輸入靈敏度和觸發旋鈕，可得到穩定的本振信號。

示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便於人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在塗有熒光物質的屏面上，就可產生細小的光點（這是傳統的模擬示波器的工作原理）。在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。

❽ 天線的天線測量的典型配置

大多數普通天線的測量是測定其遠場的輻射特性，如方向圖（幅度、相位、極化）、旁瓣電平、增益、頻帶寬度等。本節將定義這些測量的基本概念。
圖4為測量輻射特性的典型配置。基本步驟是將一副發射或接收的源天線放在相對於待測天線（AUT）的遠場位置上，待測天線架設在可旋轉平台上，旋轉待測天線，藉以採集大量方向圖取樣值，實現天線輻射特性的測量。由於天線是電磁開放系統，測試環境對測量結果將產生影響，因此必須合理選擇測試場地，盡量實現無反射的環境，如建造微波暗室等。

圖4測量天線輻射特性的典型配置

❾ 用天線網分測試方法

可以近場天線測量。近距離高精度的。分為平面、柱面、球面近場測量三種，每種應用於不同的實際情況。

近場測量的原理是在一個面上採集待測天線近場數據，然後通過近遠場變換演算法，得到待測天線遠場輻射特性。而根據採集面的不同，又分為平面、柱面、球面近場天線測量技術。

天線的近場測量指的是測量探頭在天線的輻射近場區域內（天線在空間輻射的場可以通過距離的大小劃分為三個區域，在（0~λ/2π）內是電抗近區，在（λ/2π~2D^2/λ）內是輻射近區，在（2D^2/λ~+∞）內是輻射遠區）。

因為近場測量所需要的測量距離很小，所以受到的外部環境的干擾也很小，精度比較高，保密性也有保障，最重要的是可以不受天氣影響進行全天候不停時的測試。

還可以進行各種電磁環境的模擬，然後通過精密的數學分析計算，對測量中產生的誤差進行有效性補償，所以這種測量方法的精確性遠遠高於遠場測量。但是，近場測量也有不足之處，測量設備由於其高精度性，造成了設備造價很高，耗時也比較長，這是近場測量技術發展過程和實際應用中的一點阻礙。

❿ 天線參量測量的近場測量

對於射電天文、雷達設備等應用的大口徑天線，測量時很難滿足所需的最小距離。如天線口徑 100米，工作波長10厘米，測試距 ，這樣大的測試場地事實上是無法辦到的。還由於地球表面曲率的影響,為使電磁波不為球形地球表面所遮擋,收發天線的高度也將達到不現實的程度。對這樣的大天線，其參量的測量通常有兩種方法，即利用射電星的測量技術和近場測量技術。
射電星測量技術就是利用輻射穩定的射電星作為發射源，被測天線用於接收。這樣就可保證收發間距離遠大於最小測試距離。
近場測量技術是在天線附近（距天線表面僅幾個焦距的距離范圍內）測量遠區的天線參量。近場測量技術包括縮距法、聚焦法和外推解析法。
①縮距法：利用特定的信號發射天線，使收發天線之間的距離減少後，仍能保證發射天線在接收天線口徑處產生如同遠距離時一樣的平面波。一般的發射天線在其附近產生的是球面波。為把球面波校正為平面波，可用附加的透鏡或拋物面反射器等。
②聚焦法：調整被測天線，使如拋物面反射器天線、透鏡天線、相控陣天線等有聚焦特性的天線，原來對無窮遠處的聚焦改變為聚焦於近場區（幾個焦距或幾十個波長的距離內），然後在焦區測取其方向圖。使天線聚焦於近場區的方法是：對拋物面反射器天線可把饋源從焦點沿軸外移一小段距離；對透鏡天線可把饋源安裝在一個焦距到兩個焦距的范圍內；對相控陣天線則可通過適當調整其移相器而達到。
③外推解析法：先測得天線口徑上的場分布或天線導體表面上的電流分布，然後用解析的方法算出遠區場分布，即天線的遠區方向圖。