天線與電波教學實驗指導書

1、天線與電波教學實驗指導書實驗一 場強測量11實驗內(nèi)容和目的 用場強儀測量UHF/VHF電視（或通信）信號主極化和正交極化的場強。熟悉場強儀的使用方法，掌握場強測量的原理和方法。12 場強測量原理 使用有效長度（le）或增益(G)已知的標準測量天線作接收天線，在極化匹配、阻抗匹配、方向?qū)是闆r下，用場強儀測出天線最大輸出電壓(V)，根據(jù)接收天線的最大接收電壓與接收點場強的關(guān)系，算出接收點場強(E)。當標準測量天線為半波對稱振子時，天線有效長度le=/，忽略天線損耗，天線最大接收電壓（在75負載電阻上的終端電壓）為用dB表示，接收電壓電平為簡寫成 接收點場強為 式中，K稱為天線校正系數(shù)。對增益為G

2、的標準測量天線，天線最大接收電壓（折合到75負載電阻上的終端電壓）為接收電壓電平為接收點場強為 式中，K稱為天線校正系數(shù)。實際測量中，天線輸出端和場強儀之間還需要接入平衡變換器和同軸電纜，引入插入損耗。這些插入損耗也可一并計入天線校正系數(shù)中。因此場強測量時，只要用場強儀測出極化匹配、方向?qū)?、阻抗匹配條件下標準測量天線的最大接收電壓電平（單位：dBv）和工作頻率，再查出天線校正系數(shù)K(dB)，即可算出接收點場強（單位：dBv/m）。1 3實驗設(shè)備900E標準測量天線1套。DS系列場強儀1臺。14 場強儀場強儀實際上是一個高靈敏度的高頻選頻電壓電平表。它直接測量的是輸入信號某一選定頻率的電壓電平

3、（單位：dBv）。如與有效長度或增益已知的標準測量天線相配合，可間接測量空間來波的頻率和場強。場強儀按其用途可分為通信場強儀和電視場強儀，干擾場強儀和信號場強儀等。有的場強儀還附有簡單的頻譜測量功能，稱為頻譜型場強儀。典型的通信場強儀有德力DS1813（頻率測量范圍0.51300 MHz，電平測量范圍150dB)。常用的頻譜型電視場強儀有德力DS1875（頻率測量范圍46860 MHz，電平測量范圍20120dB，便攜式)，DS1150（DS1875的袖珍式改進型），DS1150B（DS1150的頻率擴展型，頻率測量范圍5860 MHz)。它們的工作原理和使用方法基本相同?，F(xiàn)以DS1875為例

4、，介紹它們的使用方法。141 DS1875面板按鍵（1） 電源開關(guān)（2） 頻道/頻率電平測量鍵（LEVEL）（3） 頻道頻譜測量鍵（SCAN）（4） 頻率頻譜測量鍵（SPECT）（5） 斜率測量鍵（TILT）（6） 載噪比測量鍵（C/N）（7） 干線及電池電壓測量鍵（VOLT）（8） 參數(shù)設(shè)置鍵（SET）（9） 頻道頻譜存儲調(diào)出鍵（MEM）（10） 數(shù)字電視測試鍵（QAM）（選項）（11） 第二功能選擇鍵（2ndF）（12） 打印鍵（PRINT）（13） 上方向鍵（DOWN）（14） 下方向鍵（UP）（15） LCD背景鍵（16） 音量調(diào)節(jié)鍵（17） 屏幕軟鍵1（F1）（18） 屏幕軟鍵2（F

5、2）（19） 屏幕軟鍵3（F3） 面板鍵盤為雙功能鍵。按2ndF鍵將轉(zhuǎn)入第二功能，并且屏幕軟鍵將進行相應(yīng)改變。此時可直接進行數(shù)字輸入。輸入失誤可按軟鍵F2（BACK）刪除原有輸入，輸入結(jié)束按F1（ENTER）確認，退出第二功能鍵狀態(tài)按動F3（ESC）。142 DS1875場強儀使用方法 1頻道/頻率電平測量 按電平鍵（LEVEL）進入頻道電平或頻率電平測量模式（具體是哪種電平測量模式，由上次關(guān)機或退出狀況決定。按動屏幕軟鍵F1可相互轉(zhuǎn)換）。屏幕上的柱狀電平指示，左邊為圖像電平，右邊為伴音電平。 （1） 改變測量頻道或測量頻率 若為頻道電平測量模式：按UP、DOWN鍵(或轉(zhuǎn)動旋輪)將按照用戶頻道

6、表順序改變測量頻道（改變順序由頻道規(guī)劃中的頻道順序選擇來設(shè)定）?；虬吹诙δ苕I（2ndF）進入數(shù)字輸入模式，通過數(shù)字鍵輸入頻道號，按軟鍵F1（ENTER）確認（注意，輸入的頻道號須是用戶頻道表中選中的頻道，否則輸入無效)。 若為頻率電平測量模式：按UP、DOWN鍵(或轉(zhuǎn)動旋輪)將按照用戶設(shè)定步進頻率值改變頻率?；虬?ndF鍵進入數(shù)字輸入模式，通過數(shù)字鍵輸入測量頻率，按軟鍵F1（ENTER）確認改變測量頻率。（2） 調(diào)整顯示刻度和參考電平 按標尺軟鍵F2（SCALE）, 將按照1、2、5、10dB/格改變柱狀模擬電平每格的刻度。 按參考電平軟鍵F3（REF）進入下級屏幕軟鍵，再按參考電平增或減軟

7、鍵(REF+或REF-）改變參考電平。 2音頻接收及音量控制 按LEVEL鍵（或再按下軟鍵FREQ）進入單頻率測量狀態(tài)，按面板音量調(diào)節(jié)鍵調(diào)節(jié)。 3電池及干線電壓測量按VOLT鍵進入干線及電池電壓測量狀態(tài)。4頻率頻譜掃描測量 按頻率頻譜掃描鍵（SEPCT）進入頻率頻譜掃描狀態(tài)。（1） 改變中心頻率 按2ndF鍵，輸入新的中心頻率，按確認軟鍵F1（ENTER）可改變中心頻率。（2） 改變掃描帶寬 按掃描帶寬軟鍵（SPAN）將按2M，5M，10M，50M改變帶寬。（3） 移動頻標 按面板上下方向鍵移動頻標。（4） 調(diào)整顯示刻度和參考電平 連續(xù)按標尺軟鍵（SCALE）, 將按1，2，5，10dB/格改

8、變標尺顯示刻度。 按參考電平軟鍵（REF）進入下級屏幕軟鍵，通過按軟鍵REF+或REF-改變參考電平。 5頻道頻譜掃描測量按頻道頻譜掃描鍵(SCAN)進入頻道頻譜掃描狀態(tài)。（1） 改變頻道頻譜掃描范圍 按UP、DOWN鍵（或轉(zhuǎn)動旋輪）移動頻標到高端或低端。（2） 改變頻標位置 按UP、DOWN鍵（或轉(zhuǎn)動旋輪）改變頻標所指頻道，此時其圖像及伴音電平亦作相應(yīng)改變。 （3） 掃描變焦 按掃描變焦軟鍵（SCAN），掃描將按1X，2X，3X，4X，5X循環(huán)變焦，相應(yīng)顯示區(qū)域以頻標為中心作放大或縮小。（4） 波形保持 按波形保持軟鍵（HOLD），將暫停頻譜掃描，保持當前掃描波形，同時該軟鍵變?yōu)?TRIG。

9、再次按動該軟鍵可恢復掃描狀態(tài)。（5） 自動頻譜波形調(diào)整 按自動頻譜波形調(diào)整軟鍵（AUTO），將自動改變參考電平及刻度，達到最佳觀測角度。（6） 調(diào)整顯示刻度和參考電平 按標尺軟鍵（SCALE），將按照1，2，5，10dB/格改變頻譜波形的刻度。按參考電平軟鍵（REF）進入下級屏幕軟鍵，通過按軟鍵REF+或REF-改變參考電平。6頻道頻譜測量數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)出按MEM鍵，選擇存儲選項，進入存儲菜單： （1）按軟鍵F2、F3移動光標選擇將存儲的文件。 （2）按軟鍵F1（ENTER），確認所要存儲的細節(jié)（日期、時間、掃描開始頻道、結(jié)束頻道、掃描頻道數(shù)、是否掃描伴音）。 （3）按軟鍵F1（SAVE）存儲

10、，或按軟鍵F2（EXIT）不存退出。如需在存儲文件中加入備注，可按F3（NOTE）后，按軟鍵F2、F3或面板上下方向鍵選擇欲輸入的符號，按F1（ENTER）確認。結(jié)束輸入可將光標移到右下角的確認欄，按F1確認并回到前級菜單，按F1（SAVE）軟鍵存入。按MEM鍵，選擇LOAD選項進入文件調(diào)出菜單：（1） 按軟鍵F2、F2選擇欲調(diào)出的文件。（2） 按F1（ENTER），屏顯該文件的詳細存儲信息。 （3）按F1（LOAD）確認并調(diào)出。屏幕將轉(zhuǎn)入頻道頻譜測量畫面，但掃描將停止，并顯示前存貯波形?；謴蛼呙杩砂磩樱═RIG）軟鍵。7載噪比測量 按載噪比測量鍵（C/N）進入載噪比測量狀態(tài)，測量載波電平后提

11、示用戶按動C/N鍵，然后關(guān)閉載波，載噪比測量值將顯示在屏幕上。8斜率測量按斜率測量鍵（TILT）進入斜經(jīng)測量狀態(tài)。進行斜率測量需先在設(shè)置菜單的頻道規(guī)劃選項中設(shè)置斜率測量頻道： SETCHANNEL PLANF1（ENTER）TILT CHANNELF1（ENTER）按上下方向鍵選擇斜率測量頻道（只能設(shè)置4個），并按F1（ENTER）確認。 9CATV器件插入損耗及系統(tǒng)傳輸特性測量 運用有線電視臺站的資源，按如下操作可對線纜、分支分配器、放大器等CATV器件插入損耗及系統(tǒng)傳輸特性進行測量： （1）按SET鍵進入設(shè)置菜單，選擇測量參數(shù)設(shè)置（MEASUREMENT），選擇進行傳輸特性測量（TRANS

12、MSSION）。 （2）屏顯提示“將儀器接入CATV系統(tǒng)，然后按下F1”后。將儀器接入有線電視系統(tǒng)，按F1鍵。儀器將進入頻率頻譜掃描（SPECT）狀態(tài)，按照頻道表圖像載波的頻率進行初始掃描。掃描完成，屏幕提示：“將被測件接入CATV電纜和儀器間，再按下F1”。 （3）按提示操作后屏幕掃描的波形即是被測件的幅頻特性。 143 DS1875場強儀通用及測量參數(shù)設(shè)置 按動SET鍵進入設(shè)置菜單，用戶可按軟鍵F2、F3選擇，按F1（ENTER）確認或進入下級菜單。 1通用參數(shù)設(shè)置（GENERAL） 在設(shè)置菜單下選擇GENERAL選項后進入通用參數(shù)設(shè)置畫面 （1）LCD背景光選擇（BACK LIGHT）:

13、設(shè)置LCD背景光為打開或關(guān)閉。 （2）自動關(guān)機時間設(shè)置（SHUTDOWN TIME）:選擇最后一次按鍵后自動關(guān)機功能（ALWAYS ON） （3）當前日期及時間設(shè)置（DATE&TIME）:按2ndF鍵后輸入當前的日期和時間(注意：年份只能輸入兩位)。 （4）打印輸出選擇（PRINT SETUP）:選擇屏幕打?。≒RINT SCREEN）或頻道頻譜掃描數(shù)據(jù)報表（REPORT）打印。 （5）LCD測試（LCD TEST）:屏幕將按全白、全黑、豎條、棋盤格順序顯示，以確認液晶顯示是否正常(注意：因儀器隨時記憶圖像參數(shù)設(shè)置，調(diào)整對比時不要將對比度得太低，影響顯示和正常操作，如不慎把對比度調(diào)沒而

14、又無法恢復，參閱 )。 2測量參數(shù)設(shè)置（MEASURE）在設(shè)置菜單下選擇MEASURE MENT選項后進入測量參數(shù)設(shè)置畫面（1）選擇電平單位（SIGNAL LEVEL UNITS）：dBV，dBmV，dBm。（2）選擇溫度單位（TEMPERATURE UNITS）：攝氏或華氏 （3）頻道伴音的頻譜掃描（SCAN AUDIO）：選擇頻道頻譜掃描時是否掃描伴音。如選擇伴音掃描, 則最多只能掃描50個頻道。 （4）傳輸特性（TRANMISSION）及插入損耗測試。 （5）設(shè)置測試極限（LIMITS）：用戶可設(shè)置極限顯示（LIMIT DISPLAY，選擇是否顯示極限線），極限測試（LIMIT TEST

15、，:選擇是否按設(shè)置極限參數(shù)進行極限測試并顯示測量結(jié)果），極限編輯（設(shè)置所有參數(shù)至FCC所規(guī)定標準，圖像電平的下限、最大峰-峰值，最大、最小圖像伴音比；存儲并退出）。儀器自動檢測被測信號，若超限則在測量屏幕上顯示FAIL。 （6）單頻率測試步進頻率設(shè)置（FREQ TUNING STEP）：10KHz，100KHz，1MHz，10MHz，100MHz。 （7）缺省值調(diào)入: 本機具有狀態(tài)存儲及關(guān)機記憶功能。如因操作不當造成儀器不正常工作，可使用本功能調(diào)入默認的參數(shù)設(shè)置，使儀器恢復正常工作狀態(tài)。 3頻道規(guī)劃在設(shè)置菜單下選擇CHANNEL PLAN選項后進入頻道規(guī)劃畫面 （1）頻道順序選擇（CHANNE

16、L SEQUENCE） 用戶可選擇按頻道號或頻率值的大小給所有的頻道排序。這樣在單頻道電平測量狀態(tài)時按上下方向鍵選擇所需頻道時將按設(shè)置的排序方式變換頻道。但在頻道頻譜掃描和斜率測量時，頻道的排序只和頻率有關(guān)，與頻道排序設(shè)置無關(guān)。 （2）創(chuàng)建用戶頻道表（BUIKD CHANNEL PLAN） 用戶首次使用本儀器時應(yīng)用本功能建立自己特有的頻道表，選定哪些頻道為有效頻道。只有有效頻道在以后的單頻道測量模式中才被測量。儀器提供三個標準頻道表：中國（CHINA）頻道表，歐洲（CCIR）頻道表，美國（USA）頻道表。用戶可選擇其一為基礎(chǔ)創(chuàng)建用戶頻道表（USER PLAN）。 在創(chuàng)建用戶頻道表操作前一定要將

17、儀器與被測系統(tǒng)聯(lián)接好。按上下方向鍵選擇一個標準頻道表后按軟鍵F1確認。此時儀器開始搜索系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)挠行ьl道, 屏顯進程圖，示出此時搜索頻道的完成情況。搜索完成后屏幕將提示正在存儲新用戶頻道表。在這個頻道表中將包含全部在頻道表中的有效頻道，而未傳輸信號的頻道將被自動屏蔽。 （3）編輯用戶頻道表（EDIT CHANNEL PLAN） 在創(chuàng)建用戶頻道表后，根據(jù)系統(tǒng)的情況可對用戶頻道表中的任意參數(shù)進行編輯修改。按上下步進鍵選擇所需修改的頻道，按F1（ENTER）確認。 (A)改變頻道號（CHANNEL NUM）：頻道號必須為0199. (B)改變圖像載頻（VIDEO FREQUENCY） (C)改變伴

18、音偏差頻率（AUDIO OFFSET） (D)誤差修正（CORRECT VAWE）：在正常測量過程中，如相應(yīng)頻道的測量誤差基本恒定為某誤差值，可在此選項下用面板上下方向鍵設(shè)定測量誤差修正電平存貯。以后的測量過程中將按此設(shè)定值對相應(yīng)頻道進行誤差修正(E)設(shè)置有效頻道（ENABLED）：按軟鍵F1（ENTER）設(shè)置該選項為YES，即置該頻道為有效測量頻道。在進行單頻道電平測量時將能對該頻道進行測量(注意：如果再次創(chuàng)建新的用戶頻表，將會丟失本選項下的所有更改參數(shù))。 （4）選擇斜率測量頻道（TILT CHNANELS）按上下方向鍵選擇頻道表中所需測試的頻道（需4個），然后按F1（ENTER）確認。此

19、時在TILT欄目中將出現(xiàn)認可標志，同時頻道號將按頻率大小順序排列在右側(cè)的欄目中。15 標準測量天線 標準測量天線使用的是有效長度或增益已知的天線。米波、分米波波段常用半波對稱振子，寬頻帶使用時，有時也用對數(shù)周期天線。厘米波毫米波波段常用標準增益喇叭天線。 本實驗使用的900E標準測量天線有兩副。一副是標稱輸入阻抗75的對稱振子。使用頻率范圍46-220MHz（對應(yīng)于電視1-12頻道）。使用中需根據(jù)工作頻道（或頻率）調(diào)整尺寸到其半波諧振長度的刻度上。振子水平放置時為水平極化，垂直放置時為垂直極化。最大輻射方向垂直于振子軸。另一副是標稱輸入阻抗75的寬帶對數(shù)周期天線。使用頻率范圍220-1000MHz。使用中無需調(diào)整。振子面水平放置時為水平極化，垂直放置時為垂直極化。天線最大輻射方向指向短振子的一側(cè)。全套產(chǎn)品包括：可伸縮的鋁合金三角架，刻度盤，伸縮鋁合金立桿，玻璃鋼立桿（兩根）及連接段，同軸電纜及配套L16/BNC/ F轉(zhuǎn)接頭，帶平衡變換器的75對稱振子天線和對數(shù)周期天線，以及帶校正系數(shù)曲線的產(chǎn)品技