八木天线设计与测试:仿真、方向图测量及误差分析
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更新于2024-08-10
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"天线方向性测量及误差分析-gsd文件书写规范"
在无线通信领域,天线的设计与性能测量是至关重要的环节。本文主要探讨了天线方向性测量及其误差分析,特别是在八木天线设计的上下文中。八木天线因其结构简单、成本较低且具有良好的方向性特性,常被用于定向通信系统中。
首先,对于天线的尺寸,对称偶极子天线在频率高于80MHz时,其长度应接近谐振长度,而在频率低于80MHz时,保持80MHz时的长度即可。然而,只要测量结果能与对称偶极子天线的测量结果进行准确换算,也可以选择其他类型的天线。在本例中,使用的是对数周期天线,这种天线具有宽频带特性,适合多种频率范围的测量。
天线方向图的测量通常在远场条件下进行,以减少近场效应的影响。本文中采用的3m法暗室远场测量,确保接收天线与待测天线之间的距离为3m,同时地面铺设吸波材料以消除地面反射的干扰。为了确保测量的准确性,天线的高度需在1~4m之间调整,并保持垂直距离的一致性。
测量过程中,通过将待测天线置于转台上,通过控制器控制天线旋转,改变接收天线相对位置,从而获取天线的方向图。这种策略能够有效地描绘出天线辐射能量分布的特性。
论文详细介绍了八木天线的设计过程,针对GSM-R干扰检测定向应用的需求,设计要求天线在特定频段内具有高方向性系数,主瓣半功率角小于40°,副瓣电平低于-9dB,并且阻抗带宽覆盖885-934MHz,驻波比小于1.5。设计中采用了多种分析方法,如感应电动势法、行波天线观点、矩量法与优化算法结合以及现代仿真技术(如FEKO和HFSS软件)。
在测量部分,论文涵盖了天线的校准、方向图测量和驻波比测量。通过实际操作和理论分析,详细阐述了测量方法、步骤以及误差分析。此外,论文还提到了一种新型的八木天线设计,其板状结构有利于与微带单片微波集成电路结合,有望在毫米波成像技术等领域得到广泛应用。
关键词涉及八木天线、HFSS、FEKO、方向系数、方向图、半功率角、驻波比等,这些是天线工程中的关键概念。论文的研究成果不仅为天线设计提供了实用方法,也为未来的技术优化和创新提供了思路。
2014-10-04 上传
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liu伟鹏
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