天线与电波教学实验指导书

1、天线与电波教学实验指导书实验一 场强测量11实验内容和目的 用场强仪测量UHF/VHF电视（或通信）信号主极化和正交极化的场强。熟悉场强仪的使用方法，掌握场强测量的原理和方法。12 场强测量原理 使用有效长度（le）或增益(G)已知的标准测量天线作接收天线，在极化匹配、阻抗匹配、方向对准情况下，用场强仪测出天线最大输出电压(V)，根据接收天线的最大接收电压与接收点场强的关系，算出接收点场强(E)。当标准测量天线为半波对称振子时，天线有效长度le=/，忽略天线损耗，天线最大接收电压（在75负载电阻上的终端电压）为用dB表示，接收电压电平为简写成 接收点场强为 式中，K称为天线校正系数。对增益为G

2、的标准测量天线，天线最大接收电压（折合到75负载电阻上的终端电压）为接收电压电平为接收点场强为 式中，K称为天线校正系数。实际测量中，天线输出端和场强仪之间还需要接入平衡变换器和同轴电缆，引入插入损耗。这些插入损耗也可一并计入天线校正系数中。因此场强测量时，只要用场强仪测出极化匹配、方向对准、阻抗匹配条件下标准测量天线的最大接收电压电平（单位：dBv）和工作频率，再查出天线校正系数K(dB)，即可算出接收点场强（单位：dBv/m）。1 3实验设备900E标准测量天线1套。DS系列场强仪1台。14 场强仪场强仪实际上是一个高灵敏度的高频选频电压电平表。它直接测量的是输入信号某一选定频率的电压电平

3、（单位：dBv）。如与有效长度或增益已知的标准测量天线相配合，可间接测量空间来波的频率和场强。场强仪按其用途可分为通信场强仪和电视场强仪，干扰场强仪和信号场强仪等。有的场强仪还附有简单的频谱测量功能，称为频谱型场强仪。典型的通信场强仪有德力DS1813（频率测量范围0.51300 MHz，电平测量范围150dB)。常用的频谱型电视场强仪有德力DS1875（频率测量范围46860 MHz，电平测量范围20120dB，便携式)，DS1150（DS1875的袖珍式改进型），DS1150B（DS1150的频率扩展型，频率测量范围5860 MHz)。它们的工作原理和使用方法基本相同。现以DS1875为例

4、，介绍它们的使用方法。141 DS1875面板按键（1） 电源开关（2） 频道/频率电平测量键（LEVEL）（3） 频道频谱测量键（SCAN）（4） 频率频谱测量键（SPECT）（5） 斜率测量键（TILT）（6） 载噪比测量键（C/N）（7） 干线及电池电压测量键（VOLT）（8） 参数设置键（SET）（9） 频道频谱存储调出键（MEM）（10） 数字电视测试键（QAM）（选项）（11） 第二功能选择键（2ndF）（12） 打印键（PRINT）（13） 上方向键（DOWN）（14） 下方向键（UP）（15） LCD背景键（16） 音量调节键（17） 屏幕软键1（F1）（18） 屏幕软键2（F

5、2）（19） 屏幕软键3（F3） 面板键盘为双功能键。按2ndF键将转入第二功能，并且屏幕软键将进行相应改变。此时可直接进行数字输入。输入失误可按软键F2（BACK）删除原有输入，输入结束按F1（ENTER）确认，退出第二功能键状态按动F3（ESC）。142 DS1875场强仪使用方法 1频道/频率电平测量 按电平键（LEVEL）进入频道电平或频率电平测量模式（具体是哪种电平测量模式，由上次关机或退出状况决定。按动屏幕软键F1可相互转换）。屏幕上的柱状电平指示，左边为图像电平，右边为伴音电平。 （1） 改变测量频道或测量频率 若为频道电平测量模式：按UP、DOWN键(或转动旋轮)将按照用户频道

6、表顺序改变测量频道（改变顺序由频道规划中的频道顺序选择来设定）。或按第二功能键（2ndF）进入数字输入模式，通过数字键输入频道号，按软键F1（ENTER）确认（注意，输入的频道号须是用户频道表中选中的频道，否则输入无效)。 若为频率电平测量模式：按UP、DOWN键(或转动旋轮)将按照用户设定步进频率值改变频率。或按2ndF键进入数字输入模式，通过数字键输入测量频率，按软键F1（ENTER）确认改变测量频率。（2） 调整显示刻度和参考电平 按标尺软键F2（SCALE）, 将按照1、2、5、10dB/格改变柱状模拟电平每格的刻度。 按参考电平软键F3（REF）进入下级屏幕软键，再按参考电平增或减软

7、键(REF+或REF-）改变参考电平。 2音频接收及音量控制 按LEVEL键（或再按下软键FREQ）进入单频率测量状态，按面板音量调节键调节。 3电池及干线电压测量按VOLT键进入干线及电池电压测量状态。4频率频谱扫描测量 按频率频谱扫描键（SEPCT）进入频率频谱扫描状态。（1） 改变中心频率 按2ndF键，输入新的中心频率，按确认软键F1（ENTER）可改变中心频率。（2） 改变扫描带宽 按扫描带宽软键（SPAN）将按2M，5M，10M，50M改变带宽。（3） 移动频标 按面板上下方向键移动频标。（4） 调整显示刻度和参考电平 连续按标尺软键（SCALE）, 将按1，2，5，10dB/格改

8、变标尺显示刻度。 按参考电平软键（REF）进入下级屏幕软键，通过按软键REF+或REF-改变参考电平。 5频道频谱扫描测量按频道频谱扫描键(SCAN)进入频道频谱扫描状态。（1） 改变频道频谱扫描范围 按UP、DOWN键（或转动旋轮）移动频标到高端或低端。（2） 改变频标位置 按UP、DOWN键（或转动旋轮）改变频标所指频道，此时其图像及伴音电平亦作相应改变。 （3） 扫描变焦 按扫描变焦软键（SCAN），扫描将按1X，2X，3X，4X，5X循环变焦，相应显示区域以频标为中心作放大或缩小。（4） 波形保持 按波形保持软键（HOLD），将暂停频谱扫描，保持当前扫描波形，同时该软键变为 TRIG。

9、再次按动该软键可恢复扫描状态。（5） 自动频谱波形调整 按自动频谱波形调整软键（AUTO），将自动改变参考电平及刻度，达到最佳观测角度。（6） 调整显示刻度和参考电平 按标尺软键（SCALE），将按照1，2，5，10dB/格改变频谱波形的刻度。按参考电平软键（REF）进入下级屏幕软键，通过按软键REF+或REF-改变参考电平。6频道频谱测量数据的存储和调出按MEM键，选择存储选项，进入存储菜单： （1）按软键F2、F3移动光标选择将存储的文件。 （2）按软键F1（ENTER），确认所要存储的细节（日期、时间、扫描开始频道、结束频道、扫描频道数、是否扫描伴音）。 （3）按软键F1（SAVE）存储

10、，或按软键F2（EXIT）不存退出。如需在存储文件中加入备注，可按F3（NOTE）后，按软键F2、F3或面板上下方向键选择欲输入的符号，按F1（ENTER）确认。结束输入可将光标移到右下角的确认栏，按F1确认并回到前级菜单，按F1（SAVE）软键存入。按MEM键，选择LOAD选项进入文件调出菜单：（1） 按软键F2、F2选择欲调出的文件。（2） 按F1（ENTER），屏显该文件的详细存储信息。 （3）按F1（LOAD）确认并调出。屏幕将转入频道频谱测量画面，但扫描将停止，并显示前存贮波形。恢复扫描可按动（TRIG）软键。7载噪比测量 按载噪比测量键（C/N）进入载噪比测量状态，测量载波电平后提

11、示用户按动C/N键，然后关闭载波，载噪比测量值将显示在屏幕上。8斜率测量按斜率测量键（TILT）进入斜经测量状态。进行斜率测量需先在设置菜单的频道规划选项中设置斜率测量频道： SETCHANNEL PLANF1（ENTER）TILT CHANNELF1（ENTER）按上下方向键选择斜率测量频道（只能设置4个），并按F1（ENTER）确认。 9CATV器件插入损耗及系统传输特性测量 运用有线电视台站的资源，按如下操作可对线缆、分支分配器、放大器等CATV器件插入损耗及系统传输特性进行测量： （1）按SET键进入设置菜单，选择测量参数设置（MEASUREMENT），选择进行传输特性测量（TRANS

12、MSSION）。 （2）屏显提示“将仪器接入CATV系统，然后按下F1”后。将仪器接入有线电视系统，按F1键。仪器将进入频率频谱扫描（SPECT）状态，按照频道表图像载波的频率进行初始扫描。扫描完成，屏幕提示：“将被测件接入CATV电缆和仪器间，再按下F1”。 （3）按提示操作后屏幕扫描的波形即是被测件的幅频特性。 143 DS1875场强仪通用及测量参数设置 按动SET键进入设置菜单，用户可按软键F2、F3选择，按F1（ENTER）确认或进入下级菜单。 1通用参数设置（GENERAL） 在设置菜单下选择GENERAL选项后进入通用参数设置画面 （1）LCD背景光选择（BACK LIGHT）:

13、设置LCD背景光为打开或关闭。 （2）自动关机时间设置（SHUTDOWN TIME）:选择最后一次按键后自动关机功能（ALWAYS ON） （3）当前日期及时间设置（DATE&TIME）:按2ndF键后输入当前的日期和时间(注意：年份只能输入两位)。 （4）打印输出选择（PRINT SETUP）:选择屏幕打印（PRINT SCREEN）或频道频谱扫描数据报表（REPORT）打印。 （5）LCD测试（LCD TEST）:屏幕将按全白、全黑、竖条、棋盘格顺序显示，以确认液晶显示是否正常(注意：因仪器随时记忆图像参数设置，调整对比时不要将对比度得太低，影响显示和正常操作，如不慎把对比度调没而

14、又无法恢复，参阅 )。 2测量参数设置（MEASURE）在设置菜单下选择MEASURE MENT选项后进入测量参数设置画面（1）选择电平单位（SIGNAL LEVEL UNITS）：dBV，dBmV，dBm。（2）选择温度单位（TEMPERATURE UNITS）：摄氏或华氏 （3）频道伴音的频谱扫描（SCAN AUDIO）：选择频道频谱扫描时是否扫描伴音。如选择伴音扫描, 则最多只能扫描50个频道。 （4）传输特性（TRANMISSION）及插入损耗测试。 （5）设置测试极限（LIMITS）：用户可设置极限显示（LIMIT DISPLAY，选择是否显示极限线），极限测试（LIMIT TEST

15、，:选择是否按设置极限参数进行极限测试并显示测量结果），极限编辑（设置所有参数至FCC所规定标准，图像电平的下限、最大峰-峰值，最大、最小图像伴音比；存储并退出）。仪器自动检测被测信号，若超限则在测量屏幕上显示FAIL。 （6）单频率测试步进频率设置（FREQ TUNING STEP）：10KHz，100KHz，1MHz，10MHz，100MHz。 （7）缺省值调入: 本机具有状态存储及关机记忆功能。如因操作不当造成仪器不正常工作，可使用本功能调入默认的参数设置，使仪器恢复正常工作状态。 3频道规划在设置菜单下选择CHANNEL PLAN选项后进入频道规划画面 （1）频道顺序选择（CHANNE

16、L SEQUENCE） 用户可选择按频道号或频率值的大小给所有的频道排序。这样在单频道电平测量状态时按上下方向键选择所需频道时将按设置的排序方式变换频道。但在频道频谱扫描和斜率测量时，频道的排序只和频率有关，与频道排序设置无关。 （2）创建用户频道表（BUIKD CHANNEL PLAN） 用户首次使用本仪器时应用本功能建立自己特有的频道表，选定哪些频道为有效频道。只有有效频道在以后的单频道测量模式中才被测量。仪器提供三个标准频道表：中国（CHINA）频道表，欧洲（CCIR）频道表，美国（USA）频道表。用户可选择其一为基础创建用户频道表（USER PLAN）。 在创建用户频道表操作前一定要将

17、仪器与被测系统联接好。按上下方向键选择一个标准频道表后按软键F1确认。此时仪器开始搜索系统内传输的有效频道, 屏显进程图，示出此时搜索频道的完成情况。搜索完成后屏幕将提示正在存储新用户频道表。在这个频道表中将包含全部在频道表中的有效频道，而未传输信号的频道将被自动屏蔽。 （3）编辑用户频道表（EDIT CHANNEL PLAN） 在创建用户频道表后，根据系统的情况可对用户频道表中的任意参数进行编辑修改。按上下步进键选择所需修改的频道，按F1（ENTER）确认。 (A)改变频道号（CHANNEL NUM）：频道号必须为0199. (B)改变图像载频（VIDEO FREQUENCY） (C)改变伴

18、音偏差频率（AUDIO OFFSET） (D)误差修正（CORRECT VAWE）：在正常测量过程中，如相应频道的测量误差基本恒定为某误差值，可在此选项下用面板上下方向键设定测量误差修正电平存贮。以后的测量过程中将按此设定值对相应频道进行误差修正(E)设置有效频道（ENABLED）：按软键F1（ENTER）设置该选项为YES，即置该频道为有效测量频道。在进行单频道电平测量时将能对该频道进行测量(注意：如果再次创建新的用户频表，将会丢失本选项下的所有更改参数)。 （4）选择斜率测量频道（TILT CHNANELS）按上下方向键选择频道表中所需测试的频道（需4个），然后按F1（ENTER）确认。此

19、时在TILT栏目中将出现认可标志，同时频道号将按频率大小顺序排列在右侧的栏目中。15 标准测量天线 标准测量天线使用的是有效长度或增益已知的天线。米波、分米波波段常用半波对称振子，宽频带使用时，有时也用对数周期天线。厘米波毫米波波段常用标准增益喇叭天线。 本实验使用的900E标准测量天线有两副。一副是标称输入阻抗75的对称振子。使用频率范围46-220MHz（对应于电视1-12频道）。使用中需根据工作频道（或频率）调整尺寸到其半波谐振长度的刻度上。振子水平放置时为水平极化，垂直放置时为垂直极化。最大辐射方向垂直于振子轴。另一副是标称输入阻抗75的宽带对数周期天线。使用频率范围220-1000MHz。使用中无需调整。振子面水平放置时为水平极化，垂直放置时为垂直极化。天线最大辐射方向指向短振子的一侧。全套产品包括：可伸缩的铝合金三角架，刻度盘，伸缩铝合金立杆，玻璃钢立杆（两根）及连接段，同轴电缆及配套L16/BNC/ F转接头，带平衡变换器的75对称振子天线和对数周期天线，以及带校正系数曲线的产品技