天线测量实用手册(第2版)电子书

简介: 本书具有如下特点: 1.准确性。理论的结果必须用实验来检验,而天线参数的测量正好可以作为检验天线设计好坏的基础。在新型天线的研制中,实验起着重要的作用,它既是检验理论阶段的手段,又是独立的研究方法。本书是在大量实验的基础上成 的,书中的测量方法都是由实际天线测量工作者经过长期实践得来的,解决了许多理论上还不够成熟的课题。 2.广泛性。全面介绍天线的测量。从频率上讲, 低频率从几十兆赫兹,到毫米波(40GHz);从类型来讲,天线的类型包括面天线、线天线等各种形式的天线;从测量方法上讲,既有较原始的测量方法也有目前的计算机控制自动测量。目前我国移动通信基站数已经超过60万个,特别是随着3G时代的到来,我国5亿个手机用户数还将增大,基站天线的市场空间相当广阔,已引起三大运营商的高度重视。本书用大量的篇幅介绍了移动通信基站天线的测量。 3.实用性。各章节内容都有具体的操作方法,典型测量案例分析,贴近工程实际,工程技术人员可以通过本书内容的学习,参照具体操作方法,完成工程实际任务。 4.先进性。本书介绍的天线测量系统、仪器都是国内外知名产品。这些产品的技术先进性、可拓展性等代表着天线测量的发展方向。 5.规范性。书中内容撰写规范,涉及的标准、协议、接口等符合国内国际标准。

本书从天线远场测量和近场测量两个方面介绍了天线测量的基本方法、测量仪器设备、系统设计、场地选择等,此外还介绍了天线的主要参数的测量方法、步骤与技巧。各章内容都配有具体的操作方法,可以指导相关人员完成工程实际任务。

本书可供从事天线研究、企业生产的工程技术人员参考使用,同时还可以作为高等院校天线工程专业师生的参考书。

没有一种天线是不经调试检验就使用的。即便是设计成熟的天线,由于制造的偏差,也会使天线性能偏离我们期盼的设计值,这已成为众所周知的事实。显然,天线的测试检验不但是重要的而且是不可缺少的。尽管所有天线的测量技术、原理都带有普遍性、一致性,但由于它们的特殊性就有了某些在测量方法、手段上的差异。已走进寻常百姓家的移动通信设备—手机,为其量身定做的天线,它的各项参数不但与收发电路紧密相连,而且和人脸的影响相关。所以,在本章对手机天线测量分有源、无源进行探讨。

相控阵天线由于其控制灵活、天线结构和对转动机械要求低、波束扫描快、精度高等优势,尤其是随着电子技术的进步,使得基于半导体的控制电路成本越来越低、一致性越来越好,这种扫描方式的相控阵天线已经逐渐占据了主导地位。目前不仅在高成本的雷达领域,甚至在传统上采用低成本一般天线和机械扫描天线的通信领域,相控阵天线都已经或者即将被广泛采用,成为先进技术和高性能天线的象征。所以相控阵天线的测量也是本章介绍的重点。

微波通信天线主要应用于点对点微波中继通信、移动网基站间和城域网无线连接等。微波通信的广阔市场,大大促进该天线行业的发展,在我国移动通信基站天线、微波通信天线生产厂家已发展到上百家,百舸争流的市场竞争中,产品质量、天线指标就成了重要砝码。显然研究该类型天线尤其是毫米波通信天线的测量,已经是势在必行。

随着现代科技的发展,大量应用于飞机、导弹、飞船以及通信、导航、遥测遥控等领域的天线,为了免受恶劣环境对它们的影响,提高天线系统工作可靠性和使用寿命,研究人员给天线设计制作了天线罩。天线罩和天线已置于同等重要的地位,同时对天线罩的性能和测量技术开始了越来越深入的研究。本章中对天线罩测量的介绍起承前启后、抛砖引玉的作用。

手机是目前应用最广泛的个人移动通信工具之一。由于其移动通信属性,手机必然要通过天线来无线收发信号,它是手机与空间进行电磁能量交换的门户。手机天线也是在机身上唯一“量身定做”的器件,因而天线必然是手机的一个重要组成部分。手机天线性能的好坏严重影响手机的通信功能和质量,是手机性能的最重要的指标之一。在手机研发过程中,对于手机天线的测试要求非常严格,这样才能保证手机的正常使用。

与此同时,手机天线由于其应用环境要求及结构约束,又不同于一般天线,一般不能仅用方向图、增益、副瓣电平、零点等指标来表征其性能,当然也就不能仅用一般的天线测试方法来测量其性能,其需要用专门的指标体系及测试方法来表征和获取性能。

手机天线的性能测试规定了两种方法:无源和有源法。无源法是传统的常规远场天线测试方法;有源法又称OTA法,是在特定微波暗室内,测试整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度,直接地反映手机整机的辐射性能。

本节简要介绍手机天线的重要参数以及测试方法。

一般来说,手机天线测试参数包括有源参数与无源参数两部分。

其有源参数包括:

(1)TRP(Total Radiated Power):总辐射功率

手机用作发射时,辐射到自由空间的总功率。其通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率,与发射功率和天线辐射性能有关。

(2)TIS(Total Isotropic Sensitivity):总各向同性灵敏度

手机用作接收时在整个辐射球面的接收灵敏度。它反映手机整机的接收灵敏度,与手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关。

版权:人民邮电出版社