天线远场测量系统的设计与分析

发布时间：2018-01-22 21:30

  本文关键词： 微波暗室 远场测量 天线方向图 误差分析 超宽带天线　出处：《西安电子科技大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：精确快速的天线测量技术已成为现代各类天线研发不可或缺的工具。本文从天线远场测量的基本原理出发,根据项目指标要求,对整个测量系统的搭建进行了详细地叙述和分析。该系统具有测试速度快、精度高、架设天线方便等优点,在移动通讯天线测试领域具有良好的应用前景。本文所取得的研究成果如下:1.根据国内外微波暗室设计经验,选择了适合于该项目测试使用的矩形微波暗室,给出了暗室的性能指标;对各项指标进行了详细的分析,验证了指标的合理性。通过在暗室中部增加特殊吸波脊结构来减小反射波,进一步改善了暗室的性能。仿真结果表明,暗室性能达到设计要求。2.室内天线远场测量系统由发射端子系统、转台子系统、控制子系统和射频子系统四个部分构成。论文对各个部分的原理及功能进行了分析和说明。根据实际测试天线种类的需求,设计了七轴精密测试转台,控制系统完成转台的精确定位和矢量网络分析仪控制,通过采用扫频多通道技术,实现了多端口天线快速测量。标准天线的增益标定采用三天线法,从而保证了天线的增益测量精度。最后重点分析了系统的方向图和增益测量误差。3.文章在常规喇叭天线设计的基础上阐明了宽带技术的优点,利用脊波导理论的原理和方法,采用高频电磁仿真软件HFSS设计了一副0.5GHz-6GHz的双脊喇叭天线。通过对天线的脊结构、波导腔和馈电部分进行优化,使方向图、增益和电压驻波比满足了设计要求,实物测量结果与仿真值比较,二者各项参数具有良好的吻合度。
[Abstract]:Accurate and fast antenna measurement technology has become an indispensable tool for modern antenna research and development. This paper starts from the basic principles of antenna far-field measurement, according to the project requirements. The construction of the whole measurement system is described and analyzed in detail. The system has the advantages of fast testing speed, high precision, convenient antenna erection, and so on. It has a good application prospect in the field of mobile communication antenna testing. The research results obtained in this paper are as follows: 1. According to the design experience of microwave anechoic chamber at home and abroad. The rectangular microwave darkroom suitable for the project test is selected, and the performance index of the darkroom is given. Through the detailed analysis of each index, the rationality of the index is verified. By adding a special absorbing ridge structure in the middle of the darkroom to reduce the reflected wave, the performance of the dark chamber is further improved. The simulation results show that. The performance of the darkroom meets the design requirements. 2. The indoor antenna far field measurement system consists of a transmitter system and a turntable subsystem. The control subsystem and radio frequency subsystem are composed of four parts. The principle and function of each part are analyzed and explained in this paper. According to the demand of the actual test antenna, the seven-axis precision test turntable is designed. The control system completes the precise positioning of the turntable and the control of the vector network analyzer. By using the frequency-sweeping multi-channel technology, the fast measurement of the multi-port antenna is realized. The gain calibration of the standard antenna is based on the three-antenna method. Finally, the pattern of the system and gain measurement error. 3. Based on the design of conventional horn antenna, the advantages of wideband technology are expounded. Based on the principle and method of ridge waveguide theory, a double ridged horn antenna with 0.5GHz to 6GHz is designed by using the high-frequency electromagnetic simulation software HFSS. The waveguide cavity and the feed part are optimized to make the pattern gain and voltage standing wave ratio meet the design requirements. Compared with the simulation results the parameters of the two parameters are in good agreement.
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN820

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本文编号：1455778