简述常用天线测试方法

❶ 卫星天线的仰角和方位角如何测量

本问题举例进行说明：

周口市的地理位置是东经114°38′,北纬33°37′,亚洲3S卫星轨道位置是东经10°55′。天线仰角是指抛物面天线中心MN与水平线OM之间的夹角H（如图）。天线方位角是指:从接收点的正北方向开始,顺时针方向至天线中心线在水平面上正投影线的角度。根据以下公式:

z为天线所指卫星的径度;

x为地面站径度;

φ为地面站纬度;

R为地球半径，R=6378km。

h为卫星高度，h=35786km。

R/(R+h)=42164km。

经计算得出周口市接收亚洲3S卫星的天线仰角为50°34′,方位角南偏162°。

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接收天线调整

天线方位角及仰角的调整：

调整天线的仰角及方位角，这里介绍两种行之有效的方法：相对值法与绝对值法。

①相对值法：此法是先计算出接收当前卫星与接收预收卫星时天线仰角与方位角的差值，然后对天线进行相应的调整。举例来说，在武汉市调整原接收中星五号(115.5°E)的天线至接收亚太1A号(134°E)，天线的方位角及仰角分别为：

中星五号 AZ=177.6°；EL=54.3°

亚太1A号 AZ=144.9°；EL=48.3°

显然方位角应减少即向东转177.6°-144.9°=32. 7°，仰角应下调54.3°-48.3°=6.0°。

由于在调整中是取相对值进行的，测量位置本身的偏差在计算中已经被消除了，因此对罗盘的测量位置要求不高，只要保持测量位置不变即可。此法较适合于天线换星操作和偏馈天线。

②绝对值法：此法只需计算出天线最终仰角及方位角，而无需考虑当前状态。以罗盘读数作参考也能较快将天线调至所需位置，但在使用罗盘时一定要严格选择测量位置，尽量减小由于测量位置选择不当引起的误差。

这两种方法各有优缺点，可根据具体情况选择使用或结合使用。

天线仰角及方位角的调整对于接收C波段模拟电视信号或许不算太困难，但对于接收数字电视信号特别是Ku波段电视信号就没有那么简单。笔者建议务必按以下步骤进行，除非条件不具备。

首先接收该卫星上C波段模拟电视信号，以求将天线大致对准卫星，在多数情况下这一条件都能得到满足。

其次接收C波段数字电视信号或者改换Ku波段高频头接收该波段模拟电视信号，这一条件不一定能满足。

最后接收Ku波段数字电视信号。有些Ku波段天线不能换C波段高频头，但也应尽可能从第二步做起 。

微调

经过以上几个步骤，大多数情况下是能收到卫星信号的，但接收效果不一定理想，为此必须进行微调。

仰角、方位角的微调：反复微调仰角及方位角，注意监视器上图像、伴音的变化情况，直到图像、伴音信号达到最佳状态。在微调期间，一定要注意分清天线的主瓣和旁瓣，以主瓣接收信号，收视效果明显要优于旁瓣。

馈源及极化的调整：完成仰角及方位角的微调后应将其稍微固定，然后适当移动馈源的位置，调整焦距。同时由于我国卫星广播采用线极化方式传送，因此务必对极化进行细心的调整。最终的目标是使模拟接收机的输入信号电平最强，数字接收机的误码率最低，以保证监视器上信号最佳。

调试完毕后，整个卫星接收系统已处于最佳工作状态，可将馈源、极化器、仰角和方位角等固定好 。

❷ 天线参量测量的天线增益系数的测量

天线增益系数的测量常用绝对法和比较法。可按图5用绝对法测天线的增益系数。首先用功率计和场强计分别测出待测天线的输入功率和足够远距离 r处的电场强度，然后用下式求得该天线的增益系数： 天线参量测量 E为距离r处最大辐射方向的电场强度;P为输入功率。
可按图6用比较法测天线的增益系数。信号发生器的输出经匹配器先接到被测天线，此时场强计在距离r处测得电场强度为E1;然后用已知增益为G′倍的标准天线替换被测天线，并重新调整匹配，由场强计测得电场强度为E2。再用下式即可算出被测天线的增益系数G：

❸ 怎样测量天线频率

接法：
1. 因为天线的信号幅度非常小，低于示波器的检测灵敏度，因此示波器是无法直接测量，而本振信号的幅度较大，示波器能直接测量。
2. 将示波器探头的接地脚接在电路的接地，用探头的针心去接在需要检测元件的脚上，通过调节示波器的输入灵敏度和触发旋钮，可得到稳定的本振信号。

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

❹ 天线的天线测量的典型配置

大多数普通天线的测量是测定其远场的辐射特性，如方向图（幅度、相位、极化）、旁瓣电平、增益、频带宽度等。本节将定义这些测量的基本概念。
图4为测量辐射特性的典型配置。基本步骤是将一副发射或接收的源天线放在相对于待测天线（AUT）的远场位置上，待测天线架设在可旋转平台上，旋转待测天线，借以采集大量方向图取样值，实现天线辐射特性的测量。由于天线是电磁开放系统，测试环境对测量结果将产生影响，因此必须合理选择测试场地，尽量实现无反射的环境，如建造微波暗室等。

图4测量天线辐射特性的典型配置

❺ 用天线网分测试方法

可以近场天线测量。近距离高精度的。分为平面、柱面、球面近场测量三种，每种应用于不同的实际情况。

近场测量的原理是在一个面上采集待测天线近场数据，然后通过近远场变换算法，得到待测天线远场辐射特性。而根据采集面的不同，又分为平面、柱面、球面近场天线测量技术。

天线的近场测量指的是测量探头在天线的辐射近场区域内（天线在空间辐射的场可以通过距离的大小划分为三个区域，在（0~λ/2π）内是电抗近区，在（λ/2π~2D^2/λ）内是辐射近区，在（2D^2/λ~+∞）内是辐射远区）。

因为近场测量所需要的测量距离很小，所以受到的外部环境的干扰也很小，精度比较高，保密性也有保障，最重要的是可以不受天气影响进行全天候不停时的测试。

还可以进行各种电磁环境的仿真，然后通过精密的数学分析计算，对测量中产生的误差进行有效性补偿，所以这种测量方法的精确性远远高于远场测量。但是，近场测量也有不足之处，测量设备由于其高精度性，造成了设备造价很高，耗时也比较长，这是近场测量技术发展过程和实际应用中的一点阻碍。

❻ 天线参量测量的近场测量

对于射电天文、雷达设备等应用的大口径天线，测量时很难满足所需的最小距离。如天线口径 100米，工作波长10厘米，测试距 ，这样大的测试场地事实上是无法办到的。还由于地球表面曲率的影响,为使电磁波不为球形地球表面所遮挡,收发天线的高度也将达到不现实的程度。对这样的大天线，其参量的测量通常有两种方法，即利用射电星的测量技术和近场测量技术。
射电星测量技术就是利用辐射稳定的射电星作为发射源，被测天线用于接收。这样就可保证收发间距离远大于最小测试距离。
近场测量技术是在天线附近（距天线表面仅几个焦距的距离范围内）测量远区的天线参量。近场测量技术包括缩距法、聚焦法和外推解析法。
①缩距法：利用特定的信号发射天线，使收发天线之间的距离减少后，仍能保证发射天线在接收天线口径处产生如同远距离时一样的平面波。一般的发射天线在其附近产生的是球面波。为把球面波校正为平面波，可用附加的透镜或抛物面反射器等。
②聚焦法：调整被测天线，使如抛物面反射器天线、透镜天线、相控阵天线等有聚焦特性的天线，原来对无穷远处的聚焦改变为聚焦于近场区（几个焦距或几十个波长的距离内），然后在焦区测取其方向图。使天线聚焦于近场区的方法是：对抛物面反射器天线可把馈源从焦点沿轴外移一小段距离；对透镜天线可把馈源安装在一个焦距到两个焦距的范围内；对相控阵天线则可通过适当调整其移相器而达到。
③外推解析法：先测得天线口径上的场分布或天线导体表面上的电流分布，然后用解析的方法算出远区场分布，即天线的远区方向图。