角锥喇叭天线的方向图测试

角锥喇叭天线口径面为平面，在远区的辐射场是口径面上所有惠更斯面元ds在远区的辐射场的叠加^[1]：    （1）式中   ——口面上场量分布函数；                           ——远区观察点的场量；           n——口径面外法线；           r——口径上某点至p点的距离。    角锥喇叭天线口径面如图 ⑴所示，它位于XOY面，假定口 径面上电场沿Y轴，磁场沿X轴，由惠更斯原理，平面口径在远区任意点 P所产生辐射场等于该口径面上各个 惠更斯元所产生辐射场的叠加。利用⑴式沿整个口径平面积分即可求解。    在图1中，P为远区场点，坐标为P（X，Y，Z），Ps为口径面上的场点，坐标为Ps（Xs，Ys，0），Ps与P两点间的距离为：                                           (2)                               图1.角锥喇叭天线的口径平面    任何远场的辐射波均为球面波，故将直角坐标系化为球坐标    系，设P点的球坐标为P(r，θ，φ)，则式中  r为O、P间的距离；θ为OP直线与Z轴的夹角；φ为矢径OP在XOY平面投影与X轴之间的夹角；则由（2）（3）式得：   r>>Xs；r>>Ys 将（4）式按幂级数展开，只取前两项，则   考虑到n与Z轴重合；且r与rsp相交与很远处，故可近似认为r平行于rsp，因此， 一般情况下，口径平面场分布不均匀，且随Xs  Ys而变化，可表示为：Es振幅相位均为Xs、Ys的函数将(5)(6)(7)式带入（1）式得：在工程计算中，通常近似假定喇叭天线口径面上是 不等幅同相场，一种具有实际意义的口面场分布为:         将（9）代入（8）式得：(10)一般口径尺寸远大于工作波长时能给出足够精确的结果。  
 
如图2所示，将发射天线固定于DH926A型电磁波综合测试仪的转 
台上，使发射天线和接收天线 对正.具体方法如下：首先转台上180 
度刻线与固定臂上的指针对齐,将发射天线的轴线对准转台上的0刻 
度线，再转动活动臂，使指针与转台上0刻度 线对齐，锁定活动 
臂，同时检查收发天线的上沿是否水平。打开固态信号源上的开 
关，连接在接收天线的微安表将有所指示，调整衰减器，使微安 
表指示一个较大的值。分别微调发射喇叭天线和接收喇叭天线使 
微安表指示最大。这时发射天线和接收天线已相互对正。 
 
2、测量发射天线在不同方向（θ、φ）的辐射场     
   (1)首先使发射天线和接收天线都垂直极化（长边平行与地 
面），互相对正。调整信号源的衰减器使微安表指示90μA。 
   (2)发射天线不动（φ=0度），转动活动臂（0～90度，实际测量 
时0～40度即可），每隔2度记录1个数据，填入表1中。 
   (3) 转动发射天线（0～90度），每隔5度重复实验步骤②，注 
意：每次转动发射天线， 接收天线也要随之转动,使收、发天线 
保持相同的极化状态。活动臂在0度位置时，都要调整信号源的衰 
减器，使微安表 指示90μA。 
3、绘制角锥喇叭天线的方向图 
   (1)绘出φ=0度和φ=90度时，角锥喇叭天线的方向图。（以θ为横 
坐标，I为纵坐标） 
   (2)选作：本次实验仅测量了φ=0～90度、θ=0～90度方向图的数 
据，利用对称性分别可以得到φ=0～90度、θ=90～180度，以及φ=90 
～180度、180～270度、270～360度、θ=0～180度时方向图的数 
据，利用计算机绘出角锥喇叭天线的三维方向图。（可以用AutoCAD 
等软件） 

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大家不喜欢这个内容？

网友回复:

谢谢版主提供的资料，看来版主对喇叭天线有研究，顺便请教一个问题。 
喇叭天线的相位中心一般在口径面上？还是在馈电点上？最好能有出处，因为两种说法都听说过，不晓得哪种是正解。 
 
这个相位中心涉及到测试的时候到底该把天线的哪个位置放在测试平台的旋转中心上，对测试结果有一定的影响，望版主解答，谢谢。

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这个是原创？

网友回复:

 
我只能说不一定，看你的喇叭天线设计而定，一般是在开口面到波导之间。 
我比较好奇的是如果远场够大，远场方向图不会因为这一点位置差异而有太大的变化。 
 
如果你想更准的抓到相位中心，哪你就要先测远场相位方向图，调天线位置让相位接近一水平线，这时相位中心就在转轴中心点上。

网友回复:

你好。可以给我个cst的模拟及优化吗？谢谢！

网友回复:

Thanks！

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