11班26号周颖电磁场与微波实验天线部分

电磁场与微波实验天线部分电磁场与微波实验天线部分 实验一实验一 网络分析仪测量振子天线输入阻抗网络分析仪测量振子天线输入阻抗 实验报告实验报告 班级 班级 20092111112009211111 学号 学号 0921032909210329 班内序号 班内序号 2626 姓名 周颖姓名 周颖 一 一 实验目的实验目的 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 二 二 实验内容和实验步骤实验内容和实验步骤 1 用网络分析仪进行阵子天线的输入阻抗的测试前 先进行短路 开路和 匹配阻抗的校准 当网络分析仪的屏幕上的对应项打钩时 校准成功 2 校准完成后 设置参数 将天线参考平面连接到输入端 分别对 1mm 3mm 9mm 天线进行输入阻抗的测试 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 在 smith 圆图上的输入阻抗曲线上 曲线左端输入阻抗的虚部为 0 的点为四分之一波长谐振点 曲线右端输 入阻抗的虚部为 0 的点为半波长谐振点 记录 1mm 3mm 9mm 天线 的半波长和四分之一波长谐振点 3 注意每次测量之前都要进行校准 三 参数设置三 参数设置 BF 600 F 25 EF 2600 n 81 四 实验结果四 实验结果 1 1mm 细天线细天线 2 3mm 中天线中天线 3 9mm 中天线中天线 4 短路短路 5 开路开路 实验结果分析实验结果分析 天线直径 mm谐振点谐振频率 GHz 谐振阻抗 Ohm 只读实 部 谐振角度 SWR 11 17535 76177 11 398 1 22 35648 9359 213 08 11 1029 87182 91 674 3 21 95275 005 5 11 0526 99176 91 852 9 21 625134 0358 72 682 1 第 1 谐振点 即四分之一波长谐振点 谐振频率随着天线直径的变化率 比第 2 谐振点 即半波长谐振点 谐振频率与天线直径的变化率小 2 天线越粗谐振点频率的间隔越小 3 天线直径越大 谐振频率越低 4 第一谐振点的阻抗远小于第二谐振点的阻抗 这与四分之一谐振点处 Zin Z0 2 Z l 而半波长谐振点处 Zin Z l 这两个公式有关 即 Z l 大于 Z0 5 谐振阻抗随着直径增大而减小 由 4 的公式可知 很可能是直径增大 使得四分之一波长的 Z l 增大 而使半波长的 Z l 减小 6 天线越粗 第一谐振点的 SWR 越大 而第二谐振点反之 因为 SWR 1 l 1 l 而 l Z l Z0 Z l Z0 Z l 越大 l 越大 SWR 越大 所以分析可能是天线直径的增大 使得四分之一谐振点处 得 Z l 增大 而使得半波长谐振点处得 Z l 减小 这与 5 的结论一致 7 谐振点的谐振角度并不严格虚部为零 可能是天线本身的实际特性与理 论有偏差 也可能是测量过程的误差造成 五 思考的问题 五 思考的问题 在实验中思考了以下几个问题 1 如何在 Smith 圆图上读出谐振阻抗 在 Smith 圆图上的标记点上 特殊颜色点 读出归一化阻抗值 再乘 以特征阻抗 Z0 即可 2 天线的输入阻抗与哪些参量有关 天线的输入阻抗与天线的几何形状 尺寸 馈电点位置 工作波长和周 围环境等因素 六 实验心得体会六 实验心得体会 通过本次试验 我掌握了网络分析仪校正方法 学会了网络分析仪测 量振子天线输入阻抗的方法 研究了振子天线输入阻抗随振子电径变化的 情况 开始看着老师做一遍感觉很简单 但当自己亲手做的时候 发现困 难多多 并且步骤顺序有些混乱 和同学讨论回忆后 终于做了出来 同时 这款软件也非常神奇 将我们常用的参数都能瞬间测量出来 通过这个软件 我着重分析了不同粗细的天线以及不同谐振点对各个参数 的影响 得到了初步的结论 后来通过结论间的对比