基于频谱仪测试天线方法

2016-09-02 09:24:20来源: eefocus
天线性能的主要参数有方向图、增益、输入阻抗,驻波比,极化方试等,用频谱仪对单收天线主要是对天线水平、俯仰方向的两个方向图测试,根据方向图3dB处的角度,推算出天线增益,包络线法则验证天线的性能。

一、天线测试方法

天线测试主有方法有塔测测试及卫星信标测试。

塔测是利用标准增益天线及信号源,对被测天线发出测试信号,由被测天线通过频谱仪进行信号分析,并绘制出3dB方向图,计算出增益,并利用包络线对方向图旁瓣进行分析。塔测信号对外界抗干拢能力强,测试简便,d大于理论最小距离。

卫星信标测试利用卫星特定信标进行对天线性能进行测试的方法。也是我们常用的最简便最实用的测试方法,在没有信号测试场的前题下,星测最为实用。对于星测的主要步骤:

1、对星。根据信标的大小选择一颗信标峰值比较大的卫星。如是LNB进行测验,频谱仪输入中心频率=信标频率-本振频率。使用LNA可能直接取信标频率进行测试,由于LNA需供直流电,而频谱仪输入端禁止输入电流电流。选择由外部单独供电的LNA对使用频谱仪的使用安全得到保证,如需使用接收机供电,必需要隔直。

2、频谱仪设置。先连续扫描,Span参数一般为400MHz---600MHz进行扫描,并将噪声放置在频谱仪中心便于观察,在对星后找到高噪声时调整Span参数及VBW参数,使信标在频谱仪中成最大状态。使得信标在频谱仪中心,中心频率稳定不受外界干拢,不得发生频漂现象,否则会在扫图时影响精度。利用频谱仪调整最大信标,理论主瓣与旁瓣差值为-40dB。方便进行方向图的绘制,计算3dB角度。

3、设置0 Span,并设置Sweep时间,在完成方向图绘制的前提工作。设置Single Sweep,使用单扫模式。

4、扫描水平方向图完成3dB图。测试水平角度转台应不小于±30°,为了使方向图主瓣中心置于频谱仪中心,先使水平方向先向某一方向转,使转过一定转度后,从新开启Single Sweep,绘制出方向图,使主瓣置于中心,便于观察,利用Marker功能标出3dB跨度,根据实际转台速度计算出3dB处的夹角。保存或输出方向图。对于星测需按公式对方位角进行修正。塔测没有修正的必要。

AZ’=2arcsin(sin(AZ/2)cos(EL)) 
AZ’=修正后方位角
AZ=未修正方位角 
EL=天线对准卫星时的仰角

5、调整水开位置,恢复最大信号噪声,按水平方向图方法对俯仰进行3dB处测量。俯仰范围大于±15°。

6、计算增益

G=10㏒(2700/(θAZθEI))
θAZ=水平方向图角度
θEI=俯仰方向图角度

参照天线理论标准值进行对比。并使用包络线标准对天线进行评定。并按理论公式计算出天线效率 
G=(πd/λ)2μ

式中:d=天线直径 
λ=波长 
μ=效率 
其中λ=c/f,c=3×109

国际标准 G=10㏒{(3dB+10dB)/2} 
3dB=31000/(AZ(3)EL(3)) 
10dB=91000/(AZ(10)EL(10))

中国上空常用信标参考


交叉隔离测试,对于高频头还需要进行交叉隔离测试,对水平极化和垂直极化进行方向图绘制叠加,从而在3dB处计算出交叉隔离度值。

二、补充说明

1、对我们现有转台的水平及俯仰测速。有条件情况下需加装限位开头,防止操作失误导致转台的机械损坏。 
2、LNA的选择,深圳市华达微波科技有限公司

T°(噪声温度)=80° 约9000元 
T°(噪声温度)=90° 约8000元

LNA使用外部供电,纯高频电缆连接应小于10M。如需接收机供电,需加装功分器。频谱仪输入端禁止直流电及高+dB信号输入。

3、关于与计算机问题,是利用AgilentBenchLink频谱分析仪PC软件在PC机与8590系列频谱分析仪之间建立了便捷的通信联系。 

关键字:频谱仪  测试天线

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016090217043.html
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