电磁场计算的服务器性能指标,天线性能指标分析和测试方法

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1.1.        天线常规指标

Ø  天线极化     antenna polarization

描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数，具体包括了圆极化(左/右旋)、线极化和椭圆极化。

Ø  轴比      axial ratio

椭圆极化波的长轴和短轴之比(AR)。

Ø  带宽      bandwidth

天线指定的性能参数符合规定的频率范围(BW)。

Ø  天线方向图antenna radiation pattern

表征天线产生的电磁场特征量的空间分布图。常用特征量有功率密度、辐射强度、方向性系数、相位、极化和场强。当不特别指明时，方向图指功率方向图。

Ø  极化增益前后比       front-to-rear ratio

天线法向极化增益与背向±30°内的极化增益最大值之差。

Ø  天线增益     antenna gain

天线在给定方向的辐射强度与在输入功率相同的情况下全向天线的辐射强度之比，通常以分贝表示。

Ø  1：如方向未给定，则指给定天线最大辐射强度的方向。

Ø  2：如天线无损耗，则给定方向上天线的绝对增益在数值上和它的方向性系数相同。

Ø  不圆度  pattern roundness

在水平面方向图中，其增益最大值或最小值与平均值的偏差。

Ø  输入阻抗     input impedance

在天线输入端点呈现的阻抗，即天线馈电点处的电压与电流之比。

Ø  电压驻波比voltage standing wave ratio(VSWR)

用来衡量阻抗失配的程度，表述天线反射信号的强度，其定义为沿线电压相邻的最大值与最小值之比。

1.2.        GNSS天线特有指标

Ø  天线参考点antenna reference point(ARP)

天线上指定的一个点位，一般为天线底部安装面与中心轴线的交点，通常由制造厂家说明。

Ø  相位中心偏差    phase center offset(PCO)

天线平均相位中心与天线参考点之间的偏差。

Ø  相位中心变化    phase center variation(PCV)

天线某一方向的实际相位中心与理想相位中心(波前)的吻合度，又称为相位中心离散度。

1.3.        天线测试方法及实例讲解

1.3.1.       单探头球面远场测试系统框图和多探头球面近场测试法系统框图

单探头球面远场测试系统框图

1.3.2.       测试步骤

具体测试方法和步骤如下：

a)调整测试系统环境温度，确保其在25℃左右；

b)系统校准：

1)安装标准天线，使标准天线视在相位中心与系统几何中心重合，转台旋转90°，再次调整标准天线相位中心；

2)设定测试频点范围后开始测试；

3)计算增益校准数据，并将校准数据存于控制计算机。

c)天线测试：

1)将待测天线安装到测试工装上，用测试线缆连接完好，调整待测天线使其相位中心与探头阵圆环中心相重合；

2)设定测试频点范围后开始测试。测试过程中，系统配套软件自动完成待测天线幅度和相位数据的采集、存储和计算。

3)通过系统配套软件可获得天线球面上所有的辐射信息，包括天线的极化方式、增益、方向图等。

下图是微波暗室对GNSS天线在1575MHz处测试得到的左右旋圆极化方向图和轴比等特性：

1575MHz小型化扼流圈天线左右旋圆极化方向图和轴比特性