������������ （5） ������������
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a) 半波偶极子天线及坐标系
b) xz 平面测量结果
c) xy 平面测量结果 图 3 半波偶极子天线在 xz 和 xy 平面的测量结果
【实验数据与测量步骤】
1.E 面辐射的测量 ① 分别在发射天线支架的一边和接收天线支架的顶端放置天线，保持发射天线和接收天线互相平行、正 对，间距为 1~2m； ② 选择频率为 2.45GHz，点击 CAL 图标，选择并记录 AGC=-17.6dB 。按自动方式测量 E 面辐射能量与 角度图，如图 4。
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图 6：垂直极化波辐射图 ②对比两种辐射方式，计算 K 值。
K
Ehorizon 17.6 0.6 Evertical 29.3
【实验分析】
1.根据理论分析，理想的 E 面辐射图应该是呈左右对称的 8 字型分布，但是我们实际测得的图像却在 90° 的位置没有达到最低的功率，这可能是由实验室中的其他辐射造成的。 可能有以下个原因： ① 实验未严格在暗室进行并隔绝除实验设备外的其他辐射，实验室中的日光灯、电脑屏幕、手机等 都会发射出辐射，也可能是实验室其他实验组的辐射传到了我们组的仪器中，对实验结果造成影 响。 ② 实验过程中有其他组的同学在做实验，相互之间的走动也使得实验室中的辐射分布在不断变化， 对实验也有很大的影响。 2， 垂直极化辐射功率明显减少 ACG=-29.3dB，还有辐射的图样与正对时有很大的不同，说明发射天线的 位置对辐射有决定性的影响。
a) 结构图
b)电流分布
图 1 半波偶极子天线的结构模型和电流分布图 半波偶极子天线是一种谐振天线，它的输入阻抗为 70 + ������0������ 。 电流流过 Z 轴，分布由公式（1）进行计算： ������ ������ = ������������ ������������������ ������ ������ − ������ 其中馈电电流大小为 10，端点的大小为 0。电流引起的辐射电场为： ������������ ������ = ������������������ 波函数从公式（2）到下面的公式（3）中： ������ ������ = ������������ ������������������ 功率的计算公式如下：
图 4 用自动方式测量 E 面辐射能量与角度图
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③ 将测量的数据按每隔 3.6 度和大小记录在表格 1 中，利用 ORIGIN 绘制成辐射方向图 5。 表格 1：E 面辐射中，辐射量对应的角度 Angle/° 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0 21.6 25.2 28.8 32.4 36.0 39.6 43.2 46.8 50.4 54.0 57.6 61.2 64.8 68.4 72.0 75.6 79.2 82.8 86.4 90.0 Strength/dB -17.6 -17.8 -18.0 -17.8 -17.8 -18.6 -18.6 -19.0 -19.2 -19.9 -20.1 -20.5 -21.1 -21.9 -22.5 -22.9 -24.0 -25.8 -26.8 -28.5 -30.9 -32.4 -35.2 -36.7 -36.3 Angle/° 93.6 97.2 100.8 104.4 108.0 111.6 115.2 118.8 122.4 126.0 129.6 133.2 136.8 140.4 144.0 147.6 151.2 154.8 158.4 162.0 165.6 169.2 172.8 176.4 180.0 Strength/dB -34.8 -32.0 -30.7 -28.9 -27.0 -25.6 -24.4 -23.8 -23.1 -22.1 -21.7 -21.1 -20.9 -20.1 -19.9 -19.5 -19.4 -19.2 -18.8 -18.8 -18.8 -18.8 -19.0 -18.8 -18.8 Angle/° 183.6 187.2 190.8 194.4 198.0 201.6 205.2 208.8 212.4 216.0 219.6 223.2 226.8 230.4 234.0 237.6 241.2 244.8 248.4 252.0 255.6 259.2 262.8 266.4 270.0 Strength/dB -19.2 -18.8 -19.4 -19.4 -19.7 -19.9 -20.5 -20.7 -20.7 -21.3 -22.3 -22.9 -23.5 -24.8 -25.2 -25.8 -26.6 -29.3 -29.9 -31.3 -33.4 -33.8 -38.5 -41.6 -49.6 Angle/° 273.6 277.2 280.8 284.4 288.0 291.6 295.2 298.8 302.4 306.0 309.6 313.2 316.8 320.4 324.0 327.6 331.2 334.8 338.4 342.0 345.6 349.2 352.8 356.4 360.0 Strength/dB -57.8 -45.9 -39.5 -36.5 -33.8 -31.9 -30.1 -28.1 -27.0 -25.4 -24.8 -23.5 -23.3 -22.5 -21.3 -20.9 -20.1 -18.4 -19.5 -19.2 -19.2 -18.6 -18.4 -18.0 -18.0
图 2 半波偶极子天线辐射模式 在试验中使用的半波偶极子天线有两种：914.5125MHz（将略写成 914MHz）和 2.45GHz，其波长大 小分别为 328.04mm 和 122.45mm。 为了去掉天线输入阻抗中的电抗部分，我们只需使天线的长度稍短于半个波长即可，这个比率称为天 线的缩短比例。还有，如果将天线印刷在绝缘的电路板上，由于绝缘的原因也将导致其性质会有一定的变 化趋势。特别的，绝缘板引起的比例变化将使天线的有效波长减小从而导致天线的尺寸相比于在开阔场地 要小一些。根据相对绝缘比例，波长的缩减比例大小如下所示： ������������������������ = 其中，������������表示在开阔场地的波长大小，������������������������代表有效波长。 图 （a） 在笛卡尔坐标系中的定义， 粗的黑线画出的偶极子天线。 图 （b） 所示的是当∅ = 0°、 ������ 从0°到180°旋 转时，在 xz 面测得的正面辐射图。测量结果显示，在������ = 90°时辐射最大，在������ = 0°或180°时辐射最小。 图（c）显示在 xy 面上当������ 角固定在������ = 90°、∅角从0°旋转到360°时辐射模式的测量结果。测量结果显示 当∅ 为任意角时的全方向性特性。
6/6
4/6
0 -10 -20 -30 300 -40 -50 -60 270 -60 -50 -40 240 -30 -20 -10 210 180 150 120 60 330 30
Strengh/dB
90
图5.E面辐射用Origin绘制的图像
④ 记录整个辐射过程的最大辐射功率及对应的角度、低于最大功率-3dB 的左半功率和右半功率对应的角 度，计算半功率波瓣宽度，具体数据如表 2. 表 2：最大辐射功率、左右半功率及其对对应的角度
������ ������ ������������������ ������−������������������ ∙ ������������������ ������ ������ （2） ������ ������

（1）
= ������������������
������ ������ ������������������ ������ （3） ������������������ ������
偶极子天线特性
偶极子天线特性实验
学号：10329060 合作人：王贝珊 一、实验目的
1、理解半波偶极子天线的基本功能 2、测量半波偶极子天线 E 面得辐射模式 3、测量半波偶极子天线 H 面的辐射模式
姓名：林斋帆 实验日期：2013/4/11
2010 光信二班
二、实验原理
图 1 所示的是半波偶极子天线的结构模型和电流分布图。在图 a 中，总长度是半个波长，图 b 中，电 流的分布为在馈点值为最大，在两端点值为 0。
项目 最大功率点 值 功率/dB 角度/° -17.6 3.6 -20.5 330.3 -20.5 43.2 左半功率点 右半功率点
计算半功率波瓣宽度： A (360 330.3 3.6) (43.2 3.6) 64.2 2，反极化波接收实验
o
①将发射天线向上旋转 90 度来得到垂直极化波，保持接收天线位置不变，测量接收波的大小，记录接收 数据的最大值，测得的图像为图 6。测得 ACG=-29.3dB
������ ������ = ������ ������
������
=
������������������ ������ ������ ������������������ ������ ������ （4） ������������������ ������
根据公式（4）可绘出下面的辐射图。电流从南边流向北，沿着 Z 轴的正方向。在这个图中，最大辐射发 生在������ = ±90°的方向上，而在������ = 0°，180°的方向上没有辐射。