SJ 2534.3-1984 天线测试方法 在天线测试场测量天线辐射方向图.pdf

中华人民共和国电子工业部部标准
SJ2534,3-84
天线測试方法
在天线測试场测量天线辐射方向图
1984-11-01发布
1985-07-01实施
中华人民共和国电子工业部批准
中华人民共和国电子工业部部标准
S2534,3-8
天线测试方法
在天线测试场测量天线辐射方向图
本标准适用于在天线测试场测量天线的辐射方向图,重点放在天线辐度方向图的测
本标准中始终假定受试天线是一个无源、线性、可逆的装置,所以它的辐射特性既
可以在发射状态也可以在接收状态下测量。否则应当在天线系统所设计的使用状态下进
行测量。本标准中如无特殊说明,则受试天线是用于接收状态。
工作坐标系与测量的蓄本考虑
1天线辐射方向图是任何一个天线的主要特性。为了全面地表征一个天线的辐射
场,应测量以受试天线为中心く严格地说是以受试天线的相位中心为中心)的某一球面
上的相对輻度、相对相位、极化及功率増益。这要辐射特性中的任何一个作为空闻坐标
的函数被显示出来就定义为受试天线的辐射方向图或天线方向图。
1.2应将-一个工作坐标系(通常是球坐标系)与受试天线联系在一起。此坐标系由
天线使用时所处的系统而定。特殊天线的测量可以规定不同的坐标系。天线测量中呆用
的标准球坐标系示于图1。一种专门用于火箭、导弹和宇宙飞船的坐标系示于图2
1.3天线的坐标系一般根据天线上某一机械基准来规定。因此,应当提供一种建立
这个机械基准的手段。
中人民共和电子エ业部1984--01发范
1985-07-01施
SJ2534.3-84
8=0
天线位置
°=160°
图1天线量中使用的标准球坐标系
新
中x2-イワ
诚び)还
含天
蜘载
=0
=B°
图2一种专门的坐标系
S52534.3-84
1.4在一个给定的辐射方向图中两个角坐标是变量,而受试天线到测量点的距离R
是不变的。通常射频工作频率釉天线极化状态作为参变量来处理。射方向图应在规定
的频率上和指定的极化状态下测量。
对某些天线的应用必须使频率作为一个变量。如果频率是连续可变的,则此种测量
方法叫做打频技术。
1.5完金测出天线的辐射方向图是不现实的,所以必须使用各种采样技术。如固定
工作频率和极化而θ坐标步进地改变,对6的每一增量在给定的φ范围内连续地测出所需
要的天线特性。根据实际情惰況,只要增量足够小,便可以获得近于完整的实用天线方向
图。对所有增量得到的方向图通常叫做一个輻射方向图组。
1.6当源天线照射到它紧邻区域内的构件上时,这些构件会改变孤立天线的辐射场
因此对辐射场的泗量必须把那些构件的有关部分包括在内。这些场合十分普遍地使用缩
尺模型。由于上述原因,本标准中“受试天线”(有时资料中称为待测天线或被测天
线)这个术语指的是天线本身加上与天线在一起的任何构件。这意味着受试天线的体积
般大于天线本身的体积
2天线方向图的切割
2.1测量天线辐射方向图的直接方法是采用一个适当的源天线,它安装成相对于受
试天线可以沿θ为常数及φ为常数的曲线运动く见图1)。为常数的方向轨迹为圆锥。
因此当φ为变量而θ为参变量时所作的测量叫做圆傩切割或φ切割。当为变量而φ为参变
量时所作的测量叫做大圆切割或θ切割。θ=90°的圆锥切割也是大圆切割。
2.2当要求方向的勒迹作螺旋运动时,日和φ都是变量,合成运効叫做螺旋切割。通
常0方向的运动相对φ方向的运动而言变化要绶慢得多,因此,方向每旋转360°所得
到的方向图近似为一个圆锥切割
2.3通过受试天线主瓣轴的正交大圆切割称为主平面切割。根据这个定义,波東轴
应位于标准球坐标系的赤道面内くθ=90°)或一个极点上(6=0°或=180°)。
2.4如果定位器系统设计用于θ和φ切割,那么要避免将笔形波束天线的波東轴对准
极点。这是因为对8=0。的方向,φ切割只会得到受试天线的极化方向图。当接近极点
时,对φ切来说,除非入射场是恒定的圆极化,否则入射场的极化方向相对于受试天
线的极化是邀烈変化的。所以对箸形波東天线,通常应将天线波東轴定在赤道面内任意
所希望的方向上く大多在叩=0°或单=180°的方向上)。
3天线测试场的基本配置形式
3.1应该指出,本标准中所述的天线辐射方向图是指天线的远场方向图。可以实现
θ和φ切割定位要求的基本测试场配置形式有两种:固定瞄准线形式和可动瞄准线形
式
3,2固定睹准线形式:在此形式中,受试天线及其关联的坐标系绕着一个遺当的轴
通常是通过受试天线相位中心的轴)旋转。而源天线则安放在远处适当的位置上(在
S12534.3-84
“天线测试扬的没计?(S253.215)中,两天线间的距离R>2(D+D)2)。
如果受试天线工作在接收状态,则接收到的来自源天线的信号就被记录下来。固定准
线形式为一般所常用。只要受试天线实际应用中用到可作θ与φ切割的定位器,则采用
此种形式测量受试天线是极为方便的。
3.3可动瞄准线形式:此形式中源天线沿着一个圆心近似位于受试天线相位中心的
圆周步进式或连续式运动。如果源天线是步进式运动,则对它的每一个位置,旋转受试
天线并记录接收信号。反之,受试天线步进式旋转,对其每一个位置源天线沿其圆周轨
道连续式运动。可动脯准线形式适用于下列测量情况:小型天线、模型天线或天线的初
级馈源,大型固定地面天线或天线结构庞大笨重旋转不方便或对测量有特殊要求时(如
电气大天线的测量中),天线架设场地与环境作汋辐射系统主要部分而不能忽略时(如
“天线方向图的现场测量中);有时也用于总体天线工程的鉴定。
4天线幅度方向图的表示法
4.1天线幅度方向图根据不同情况可以按极坐标或直角坐标形式记录。也可以采用
等电平线图和辐射分布来表示。
4.2极坐标方向图:它比较直观,根据它很容易看到在空间不同方向上辐射是如何
分布的。但它不大适用于窄波東方向图的表示。
FI9 /F
70
大
2d
「
8010012
相对扬强图