信息与通信工程学院
电磁场与微波实验天线部分报告
XXX班
XXXX
学号：XXXXX
实验二
网络分析仪测试八木天线方向图
一、实验目的：
1.掌握网络分析仪辅助测试方法
2.学习测量八木天线方向图方法
3.研究在不同频率下的八木天线方向图特性
二、实验步骤:
（1）调整分析仪到轨迹（方向图）模式
（2）调整云台起点位置270°
（3）寻找归一化点（最大值点）
（4）旋转云台一周并读取图形参数
（5）坐标变换、变换频率（F=600MHz、900MHZ、1200MHZ），分析八木天线方向图三、实验原理
实验中用的是七单元八木天线，包括一个有源振子，一个反射器，五个引向器（在此图中再加2个引向器即可）
八木天线原理图
引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。

此时，引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90°；引向器感应的电磁波会向主振子辐射，辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°，恰好抵消了前面引起的“超前”，两者相位相同，于是信号叠加，得到加强。

反射器略长于二分之一波长，呈感性，电流滞后90°，再加上辐射到主振子过程中又滞后90°，与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°，起到了抵消作用，一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。

发射状态作用过程亦然。

3.实验步骤
四、实验测量图
不同频率下的测量图如下：
600MHz:
最大增益方向：73度，幅度：1
3dB点：55度，幅度：0.715
3dB点：97度，幅度：0.703
主瓣宽度： 97-55=42度
零点：139度，幅度：0.011
零点：27度，幅度：0.022
反向点：253度,幅度：0.484 900MHz：
最大增益方向：112度，幅度：1 3dB点：84度，幅度：0.705
3dB点：133度，幅度：0.703
主瓣宽度：133-84=49度
零点：194度，幅度：0.013
零点：347度，幅度：0.025
反向点：292度,幅度：0.360 1200MHz：
最大增益方向：294度，幅度：1
3dB点：270度，幅度：0.712
3dB点：322度，幅度：0.709
主瓣宽度：322-270=52度
零点：0度，幅度：0.026
零点：175度，幅度：0.120
反向点：114度,幅度：0.378
五、结果分析
在实验中，分别对八木天线在600MHz、900MHz、1200MHz频率下的辐射圆图进行了测量，发现频率是900MHz的时候效果是最好的，圆图边沿的毛刺比较少，方向性比较好，主瓣的面积大,旁瓣及后瓣较小，增益大。

当频率为600 MHz的时候，圆图四周的毛刺现象比较严重，当频率上升到1200MHz时，辐射圆图开始变得不规则，在某些角度时出现了很大的衰减，由对称转向了非对称，圆图边缘的毛刺现象就非常明显了，甚至在某些角度下衰减到了最小值。

由实验结果分析可知：最大辐射方向基本在90°到270°这条直线附近，大部分能量集中在主瓣。

八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的影响还是比较大的，因此在测量的时候应当尽量保持周边环境参数一定，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差
使得圆图更接近真实情况。

六、心得体会
八木天线是上世纪二十年代日本的两位科学家发明的天线，因为其方向性明显的特点，其性能比单振子或双振子直立天线要好。

本实验中900MHz的实验结果让我对八木天线的方向性有了直观的认识。

然而，为什么实验用天线在900MHz工作良好，在其他频率却出现了各种各样的问题呢？这个问题不由得让我思考。

可能的原因是室内同学们的手机信号造成干扰，但查阅手机信号频段表发现其实900MHz信号更易受干扰，但为什么900MHz信号的工作情况反而更好呢？是否与天线本身的工频有关？这些都需要了解更多的跟实验用的这根天线有关的信息，做更多的实验。

科学必须要有猜想，但科学不是猜想，必须要大量的理论证明和实验验证来支撑。

实验二的步骤比实验一稍难，但我们在仔细研究后也解决了。

通过这个实验，我不仅了解了八木天线的工作原理，也加强了我的科学素养。