天线实验报告(共10篇)

天线实验报告(共10篇) 天线实验报告

实验一 半波振子天线的制作与测试

一、实验目的

1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA连接器的连接方法。

2、掌握半波振子天线的制作方法。

3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR和回波损耗的方法。

4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。

二、实验原理

(1)天线阻抗带宽的测试

测试天线的反射系数(S11)，需要用到公式(1-1)： S11?ZA?Z0?|?|exp(j?) ZA?Z0(1-1)

根据公式(1-1)，只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值，就可以说明在此条件下天线的阻抗ZA接近于所要求的阻抗Z0(匹配)，在天线工程上，Z0通常被规定为75Ω或者50Ω，本实验中取Z0=50Ω。天线工程中通常使用电压驻波比(VSWR)ρ以及回波损耗(Return Loss，RL)来描述天线的阻抗特性，它们和|Γ|的关系可以用公式(1-2)和(1-3)描述： ??1?|?| 1?|?|(1-2)

RL??20lg(|?|) [dB]

表1-1 工程上对天线的不同要求(供参考)

(1-3) 对于不同要求的天线，对阻抗匹配的要求也不一样，该要求列于表1-1中。

(2)同轴电缆的特性阻抗

本实验采用50欧姆同轴电缆，其外皮和内芯为金属，中间填充聚四氟乙烯介质(相对介电常数?r?2.2)。其特性阻抗计算公式如下：

Z0??b??? ?a?(1-4)

式中 a——内芯直径；

b——外皮内直径。

三、实验仪器

(1)Aitsu S331D天馈线测试仪

图1-1 Aitsu S331D天馈线测试仪

表1-2 Aitsu S331D天馈线测试仪主要性能指标

撑和固定天线)和酒精棉等。

(3)工具，主要包括：裁纸刀、尖嘴钳子、斜口钳子、砂纸、挫、尺和电烙铁等。

四、实验步骤 1、半波振子天线的制作

制作天线时要主要安全，使用电烙铁和裁纸刀时应倍加注意。

(1) 截取一段长度为10cm的50欧姆同轴电缆。

(2) 用裁纸刀将电缆两端蓝色的电缆护套各剥去3cm。

(3) 将SMA同轴连接器与电缆相连接，具体操作步骤如下：

? 用裁纸刀将电缆一端的外皮和聚四氟乙烯介质切掉1cm，保留电缆内芯。注意：在

环切外皮和介质时，尽量不要切到内芯；在切断外皮和介质后，可以用尖嘴钳夹住

待去掉的部分左右晃动并拔下。

?

?

?

? 用斜口钳子剪断电缆内芯的一部分，留下约3mm~4mm的长度。 用砂纸打磨电缆内芯和金属外皮，并用酒精棉擦拭干净。 将电缆内芯插入针内，并用焊锡焊接牢固。 将SMA连接器的J头(内螺纹)与K头(外螺纹)相连过热，连接器内的聚四氟乙烯膨胀变形，高出金属部分)，将针和电缆插入SMA

连接器的另一端，用力推紧，然后用电烙铁将SMA连接器与电缆外皮焊接。注意：

焊锡要充分熔化，直至流入SMA连接器与电缆的缝隙内(即在SMA连接器的孔内看到焊锡，若很难熔化，是由于铜散热过快，可采用两个电烙铁同时加热)。

? 剪适当长度的热塑管，套在同轴电缆上，覆盖住露出外皮的同轴电缆，使用电烙铁

或热风枪对热塑管加热，使其收缩。

(4) 制作半波振子天线

? 计算谐振频率f=2.4GHz的半波振子的每个臂长l/2，用斜口钳子截取两端铜丝，长

度均为l/2。注意：组1采用直径为0.5mm的铜丝，组2采用直径为2.5mm的铜丝。 ? 将制作好的同轴电缆的一侧(另一侧为SMA连接器)去掉2cm蓝色护套，再去掉

1cm金属外皮，最后去掉8mm聚四氟乙烯介质。

? 截取长10cm×宽4cm的泡沫，用锥子在其中心打个孔，并在其表面制作出一条沟

(长度略长于半波振子，宽度和深度约为半波振子直径)。

? 将制作好的同轴电缆从泡沫的中心孔插入，截取一小段细铜丝，在同轴电缆的金属

外皮上缠绕2-3圈，留出约0.5cm-1cm的长度，用于与半波振子的一个臂进行焊接。同时，将同轴电缆的内芯与半波振子的另一个臂进行焊接。

? 将制作好的半波振子固定在泡沫上(预先制作好的沟内)，用透明胶带固定好。半

波振子制作完成。

2、天线阻抗带宽测试

(1)开机与校准

? 点击on/off按键，来启动Aitsu S331D天馈线测试仪。

? 点击数字1，以打开背景灯。

? 点击MODE，利用上下键选择回波损耗。

? 点击FREQ，再点击F1，输入1800，点击ENTER；点击F2，输入2600，点击ENTER。 ? 点击START CAL，屏幕出现“连接开路器到信号输出端口”，从屏幕右侧的袋子

里取出校准器件，将OPEN端连接至天馈线测试仪的电缆(注意，先将电缆上的N

转SMA连接头拧下)，连接后点击ENTER。当屏幕上出现“连接短路器到