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第1章 天线测量入门知识1

1.1 天线测量的意义、任务、内容1

1.1.1 意义1

1.1.2 任务1

1.1.3 内容1

1.1.4 天线测量的发展历史2

1.2 电磁波的特性2

1.2.1 电磁波的频率、波长2

1.2.2 电磁波的辐射、传播和衰减4

1.2.3 电磁波的反射、散射和二次辐射4

1.2.4 对电磁辐射的防护4

1.3 天线的基本概念6

1.3.1 天线的定义、功用和分类6

1.3.2 天线测量的典型配置7

1.3.3 天线测量中的互易性7

1.3.4 近场和远场7

1.3.5 天线辐射特性测量法分类9

1.4 天线的基本电参数10

1.4.1 方向图10

1.4.2 副瓣和半功率波束宽度13

1.4.3 增益14

1.4.4 输入阻抗16

1.4.5 反射系数、电压驻波比、回波损耗16

1.4.6 天线的有效长度和有效面积18

1.4.7 天线效率19

1.4.8 天线极化19

1.4.9 天线带宽21

1.4.10 天线噪声温度21

第2章 天线测量仪器设备介绍23

2.1 频谱分析仪23

2.1.1 概述23

2.1.2 组成及工作原理24

2.1.3 参数定义及相互关系24

2.1.4 频谱分析仪的自校准26

2.1.5 使用频谱分析仪应注意的问题26

2.2 信号发生器27

2.2.1 概述27

2.2.2 主要技术性能指标27

2.2.3 组成及工作原理29

2.2.4 典型产品的操作使用31

2.2.5 主要性能检验33

2.3 网络分析仪35

2.3.1 概述35

2.3.2 基本组成35

2.3.3 基本工作原理40

2.3.4 如何实现传输与反射测量42

2.3.5 优化测量44

2.3.6 如何进行系统校准46

2.4 传输线（馈线）48

2.4.1 矩形波导管传输线48

2.4.2 椭圆波导50

2.4.3 同轴电缆51

2.5 同轴连接器53

2.5.1 同轴连接器分类53

2.5.2 使用注意事项55

2.6 放大器56

2.6.1 功率放大器（PA）56

2.6.2 低噪声放大器（LNA）57

2.7 转台及控制器57

2.7.1 主要性能57

2.7.2 转台的分类58

2.7.3 转台及伺服控制器60

2.7.4 转台精度和误差分析61

第3章 天线电路参数的测量63

3.1 电压驻波比的测量63

3.1.1 经典的测量线（开槽线）测量法63

3.1.2 标量网络分析仪测量法66

3.1.3 矢量网络分析仪测量法68

3.2 衰减的测量70

3.2.1 衰减测量基本原理70

3.2.2 网络分析仪的传输测量法72

3.2.3 网络分析仪的反射测量法75

3.3 天线噪声温度的测量76

3.3.1 测量目的76

3.3.2 天线的噪声温度的估算77

3.3.3 Y因子法测量原理78

3.3.4 测量系统79

3.3.5 测试步骤79

3.3.6 如何提高噪声温度的测量精度79

3.4 无源互调测量80

3.4.1 无源互调概念80

3.4.2 无源互调分析仪介绍81

3.4.3 测试系统安装83

3.4.4 校准84

3.4.5 测试步骤84

3.4.6 测试结果的判别84

第4章 天线测试场的设计、建造和鉴定测试85

4.1 设计要点85

4.1.1 选取最小测试距离的准则85

4.1.2 地面及环境反射影响的考虑85

4.1.3 干扰的抑制86

4.1.4 选择合适的测试场类型86

4.2 测试场常见类型86

4.2.1 高架测试场86

4.2.2 斜天线测试场88

4.2.3 地面反射测试场89

4.2.4 常规远场的比较和选择90

4.3 微波暗室91

4.3.1 主要参数91

4.3.2 设计、建造92

4.3.3 检验95

4.4 紧缩场99

4.4.1 概念99

4.4.2 紧缩场系统配置100

4.4.3 紧缩场典型的天线自动测量系统101

4.4.4 测试结果比对101

第5章 天线远场测量系统的设计、组建103

5.1 系统设计主要考虑的问题103

5.2 系统链路参数的估算103

5.2.1 发射链路的计算104

5.2.2 接收（待测）链路的计算105

5.2.3 系统灵敏度的计算106

5.2.4 系统动态范围的计算107

5.3 测量系统介绍108

5.3.1 采用频谱分析仪测量系统108

5.3.2 采用网络分析仪的天线幅-相测量系统109

5.3.3 用光缆连接的测量系统114

5.3.4 采用无线遥控源端设备的天线测量系统116

5.4 系统软件设计117

5.4.1 主要功能117

5.4.2 测试界面介绍117

第6章 天线辐射参数的远场测量120

6.1 天线方向图的测量120

6.1.1 常规远场法120

6.1.2 卫星信标法130

6.1.3 卫星转发法132

6.1.4 方向图测量误差分析134

6.2 天线增益测量135

6.2.1 比较法136

6.2.2 两相同天线法139

6.2.3 三天线法140

6.2.4 波束宽度法141

6.2.5 方向图积分法142

6.2.6 射电源法143

6.2.7 增益测量误差分析和修正147

6.3 天线相位测量153

6.3.1 天线相位中心的概念153

6.3.2 测量系统配置及基本工作原理154

6.3.3 测量方法154

6.3.4 典型测量案例：喇叭天线相位中心的测量156

6.4 天线极化特性的测量160

6.4.1 测量原理、方法160

6.4.2 测量系统原理框图160

6.4.3 XPD的测量161

6.4.4 轴比的测量163

6.4.5 关于面天线极化的判断163

6.4.6 测量误差分析163

第7章 天线近场测试技术165

7.1 天线近场测试技术的发展历程166

7.1.1 天线频域近场测试技术的发展166

7.1.2 天线时域近场测试技术的起源与发展167

7.2 天线近场测试技术的特点和技术优势168

7.2.1 天线近场测试的基本概念和类别168

7.2.2 频域近场测量的技术特点170

7.2.3 时域近场测量的技术特点172

7.3 天线近场测试的基本电磁学原理173

7.3.1 惠更斯-基尔霍夫原理174

7.3.2 等效原理174

7.3.3 表面电磁场的截断问题174

7.3.4 天线辐射特性的时域近场表征与测试175

7.4 天线频域与时域近场测试理论179

7.4.1 三维直角坐标系中电磁场分布与平面波谱之间的关系180

7.4.2 探头修正理论187

7.4.3 矩形开口波导探头的辐射场197

7.5 天线近场测试的误差及其修正200

7.5.1 频域近场测试误差201

7.5.2 时域近场测试误差203

7.6 天线近场测试系统206

7.6.1 概述206

7.6.2 硬件分系统209

7.6.3 软件分系统216

7.7 典型近场测试系统介绍222

7.7.1 NSI公司及近场测试系统产品222

7.7.2 ORBIT/FR公司及近场测试系统产品222

7.7.3 SATIMO公司及近场测试系统产品223

附录A 天线标准摘录228

附录B 微波传输线参考资料256

参考文献265