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天線軸比檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-29 10:47:15 更新時(shí)間：2025-08-28 10:47:19

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

天線軸比檢測項(xiàng)目

天線軸比檢測是天線性能測試中的關(guān)鍵項(xiàng)目之一，主要用于評估天線在輻射電磁波時(shí)的圓極化特性。軸比（Axial Ratio, AR）定義為天線輻射場中橢圓極化波的長軸與短軸之比，通常以分貝（dB）表示。理想的圓極化天線軸比應(yīng)接近0 dB，但在實(shí)際應(yīng)用中，軸比越小，表示天線的圓極化性能越好，這對于衛(wèi)星通信、導(dǎo)航系統(tǒng)（如GPS）、雷達(dá)以及無線通信等領(lǐng)域至關(guān)重要。通過檢測天線的軸比，可以確保天線在設(shè)計(jì)頻率范圍內(nèi)具有良好的極化純度，減少信號衰減和干擾，從而提高整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性和效率。檢測過程通常涉及在多個(gè)頻率點(diǎn)和不同方位角下進(jìn)行測量，以全面評估天線的性能。

檢測儀器

天線軸比檢測需要使用專業(yè)的測試設(shè)備和儀器，以確保測量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。常見的檢測儀器包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）、天線測試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺、探頭天線、微波暗室以及專用的軸比測量軟件。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀用于測量天線的S參數(shù)和相位信息，這是計(jì)算軸比的基礎(chǔ)。天線測試系統(tǒng)通常集成了轉(zhuǎn)臺和運(yùn)動控制單元，允許自動掃描天線的不同角度和位置。微波暗室用于提供無反射的測試環(huán)境，減少外部干擾，確保測量結(jié)果的可靠性。探頭天線作為參考天線，用于發(fā)射或接收信號。此外，軸比測量軟件可以處理原始數(shù)據(jù)，自動計(jì)算軸比值并生成報(bào)告，提高檢測效率。這些儀器的選擇和校準(zhǔn)對檢測結(jié)果的精度有直接影響，因此在使用前需進(jìn)行嚴(yán)格的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。

檢測方法

天線軸比檢測方法主要基于測量天線輻射場的幅度和相位信息，以計(jì)算橢圓極化波的軸比。常用的方法包括旋轉(zhuǎn)線性天線法、雙探頭法和基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)法。旋轉(zhuǎn)線性天線法 involves 使用一個(gè)線性極化天線作為探頭，在固定位置旋轉(zhuǎn)，同時(shí)測量接收信號的幅度變化，通過分析最大和最小幅度比來計(jì)算軸比。這種方法簡單易行，但可能受環(huán)境因素影響。雙探頭法使用兩個(gè)正交的線性探頭同時(shí)測量，獲取信號的幅度和相位差，從而直接計(jì)算軸比，精度較高但設(shè)備復(fù)雜。基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)法則通過測量天線的傳輸或反射參數(shù)，結(jié)合相位信息，利用軟件算法計(jì)算軸比，適用于自動化測試。檢測時(shí)，需將天線置于微波暗室中，避免多徑干擾，并在多個(gè)頻率點(diǎn)（如從低頻到高頻掃描）和角度（如方位角和俯仰角）下進(jìn)行測量，以獲得全面的性能評估。為確保準(zhǔn)確性，檢測前需校準(zhǔn)儀器，并考慮天線的安裝和連接損耗。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

天線軸比檢測需遵循相關(guān)的國際和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保測試結(jié)果的一致性和可比性。常見的標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE Std 149-1979（天線測試標(biāo)準(zhǔn)）、MIL-STD-461（軍事標(biāo)準(zhǔn)中的電磁兼容性測試部分）以及ITU-R recommendations（國際電信聯(lián)盟的建議）。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢測環(huán)境的要求（如微波暗室的尺寸和反射率）、儀器的校準(zhǔn)程序、測試頻率范圍、測量精度（如軸比誤差應(yīng)小于0.5 dB）以及數(shù)據(jù)報(bào)告格式。例如，IEEE Std 149-1979詳細(xì)描述了天線測試的通用方法，包括軸比測量的最佳實(shí)踐。在實(shí)際應(yīng)用中，還需參考特定行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，如航空航天領(lǐng)域的DO-160或通信行業(yè)的3GPP規(guī)范，這些標(biāo)準(zhǔn)可能對軸比的限值有具體規(guī)定（如GPS天線要求軸比低于3 dB）。遵守這些標(biāo)準(zhǔn)有助于確保檢測結(jié)果的可靠性，并便于不同實(shí)驗(yàn)室或廠商之間的數(shù)據(jù)對比和認(rèn)證。