线极化微带天线阵列的设计(8)

第三章 线极化微带天线阵列设计及仿真 32

图3.19 VSWR随频率的变化曲线图

图3.20分别为中心工作频段5.8GHz处，阵列天线的3维和2维仿真的辐射方向图，由图可以看出红色线所在面的方向图最大方向在Z轴上，结果得到优化改善。

图3.20优化后阵列天线3维和2维辐射方向图

33 线极化微带天线阵列的设计

第四章 天线实物性能测试原理及结果

在完成了天线阵列仿真并达到要求后，对天线进行了加工制作。实物如图4.1。并对天线实物的相关参数在微波暗室内进行了测试，主要测试指标有：天线的方向图、增益和电压驻波比。

图4.1 阵列天线实物图

4.1测试原理

微波暗室是测试天线辐射性能的地方，之所以要在微波暗室内进行测试的原因是：微波暗室内的材料结构都是能够吸收电磁波的，当电磁波发射到地面或墙壁时都被吸波材料吸收了，基本不发生反射、透射，这样能为被测天线提供一个良好的电磁环境。

微波暗室的结构组成包括：屏蔽室、吸波材料、信号传输板、转台和被测试天线等。天线测试结构示意图如图4.2：

图4.2 天线测试结构示意图

第四章 天线实物性能测试原理及结果 34

测试原理如下：被测天线由驱动器驱动天线架旋转，将各个方向接收到的信号记录下来，即可得到被测天线的各个方向的辐射幅度，再对数据进行处理，就可得到天线辐射的方向图和增益

4.2测试结果

如图4.3在微波暗室内，将天线放置在转台上，连接电缆通电，使天线开始工作，另一端是作为接收端的标准增益喇叭天线。

图4.3 微波暗室内放置的测试天线和喇叭天线

增益测试结果：

利用标准增益喇叭天线对天线的增益采用比较法进行了测量，天线的增益可根据下式进行计算：

（4-1）

式中 为待测天线增益、 为待测天线电平、 为标准天线电平、 为标准天线增益（频率5.8GHz，增益21.68dB）.

表4.1 增益测试相关参数

频率 待测天线电平 51.95 标准天线电平 44.07 标准天线增益 21.68 被测天线增益 13.8 5.8GHz 根据测试数据可以计算出被测天线增益 约为13.8dB，满足了增益大于13dB的参数指标。

35 线极化微带天线阵列的设计

天线在频率5.8GHz处各个测试面直角坐标系和极坐标系方向图如下： 将天线如图4.4放置，测试结果如图。

图4.4 测试图

图4.5极坐标系方向图

由测试图4.5可知：最大辐射方向为0 、3dB波束宽度为14.59 。 将天线如图放置，测试结果如图：

第四章 天线实物性能测试原理及结果 36

图4.6 测试图

图4.7极坐标系方向图

由测试图4.7可知：最大辐射方向为0 、3dB波束宽度为101.12 。 在微波暗室内，利用矢量网络分析仪ME7838E对阵列天线的端口电压驻波比进行了测试，测试结果如图4.9所示。

图4.9 驻波比与频率的关系

由图可以看出，在5.725~5.85GHz频段范围内，电压驻波比ρ<1.8，与仿真结果吻合且满足设计指标要求。

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