电磁场与电磁波天线部分

电磁场与电磁波(天线部分)实验报告

实验一网络分析仪测量振子天线输入阻抗实验目的

1．掌握网络分析仪校正方法；

2．学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法；

3．研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。

实验原理

当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后，就形成了单振子天线。实际上当导电平面的径向距离大到0.2~0.3λ，就可以近似认为是无穷大导电平面。这时可以采用镜像法来分析。天线臂与其镜像构成一对称振子，则它在上半平面辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。

由于使用坡印亭矢量法积分求其辐射功率只需对球面上半部分积分，故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振子的一半，其辐射电阻也为对称振子的一半。当h<<λ时，可认为R≈40

。由于天线到地面的单位长度电容比到对称振子另一个臂的单位长度电容大一倍，则天线的平均特征阻抗也为等臂长对称振子天线的一半，为=60[ln(2h/a)-1]。实验步骤

1．设置仪表为频域模式的回损连接模式后，校正网络分析仪；

2．设置参数(BF=600，F=25，EF=2600，n=81)并加载被测天线，开始测量输入阻抗；

3．调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；

4．更换不同电径（φ1，φ3，φ9）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况。

实验数据

当被测天线的电径为1mm时，可在th原图上得到如下阻抗点分布：

当被测天线的电径为3mm时，可在th原图上得到如下阻抗点分布：

当被测天线的电径为9mm时，可在th原图上得到如下阻抗点分布：

实验结果分析

由图可知，相同材质、不同电径的天线对应不同的输入阻抗，电径越大，谐振点输入阻抗越小，网络反射系数越小，回波损耗越小。

1)被测天线的电径对天线的阻抗是基本不产生影响的，上述三图中阻抗有差别主要是因为三根阵子粗细不同因而对空间电磁场产生了一些影响导致了天线阻抗的变化，本质上是不影响的。

2)天线的电阻随着频率的变化是不断变化的，频率变化范围为600KHz到2600KHz，变化的趋势为——在前20个点基本不变，后面的点基本随着频率的增加电阻增加。随着频率的增大从负电抗变化到正电抗，每一个都有电抗零点。

3)对于电径为9mm的天线由于受空间电磁场的干扰比较大，电阻在增大到一定程度后有减小趋势，电抗在是在变为正的后有变负的趋势。

心得体会

实验比较简单，至少在同学们的眼中来讲。实验操作的是一个有五个按钮的仪器，照着老师的步骤，一步一步来，就可以得出实验结果。但是限于人数太多而仪器太少，所以我和另外一个同学一组，一起坐了这个实验。

感觉总体上来讲，实验还是挺有趣的，需要上课认真的听讲，笔记，与实际操作时候的认真和准确，毕竟实践出真知，实际动手和看老师做感觉是完全不一样的。

实验让我获益匪浅。