本标准包括频率在1GHz以上的地面无线电接力系统使用的天线和无源转向器的补充定义以及电气、机械特性的测量方法和环境条件的试验方法。适用于视距和对流层散射系统。本标准不涉及有源天线和卫星地球站天线。 GB/T 6667-1986 地面无线电接力系统所用设备的测量方法 第二部分:分系统的测量 第二节:天线和无源转向器的测量 GB/T6667-1986 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
GB/T6667—1986
地面无线电接力系统所用设备的测量方法
第二部分：分系统的测量
第二节
天线和无源转向器的测量
Methods of measurement for equipment usedinterrestrialradio-relaysystemsPart 2.Measurements for sub-systemsSection two-measurements in the antennasandpassiverepeaters
1986-08-06发布
国家标准局
1987-08-01实施
中华人民共和国国家标准
地面无线电接力系统所用设备的测量方法
第二部分：分系统的测量
第二节天线和无源转向器的测量Methods of measurement for equipmentused in terrestrial radio-relay systemsPart 2.Measurements for sub-systemsSection two-measurements in theantennas and passive repeatersUDC 621.396.66
/.67 :621. 317
GB/T6667—1986
本标准所述的测量方法提供“定型”试验和“交收”试验使用，也可以用于工厂测试。1适用范围
本标准包括频率在1GHz以上的地面无线电接力系统使用的天线和无源转向器的补充定义以及电气、机械特性的测量方法和环境条件的试验方法。适用于视距和对流层散射系统。本标准不涉及有源天线和卫星地球站天线。
2目的
本标准的目的是规定评价天线和无源转向器性能特性的术语、测试条件及测量方法，该天线和无源转向器用于工作频率高于1GHz，采用线极化的地面无线电接力系统中的收发信系统。3补充定义*
3.1天线antenna
就本标准而言，天线是能使传输线与自由空间相耦合，起到发射和接收电磁波作用的一种装置。它包括所有起辐射作用的元件，例如，初级馈源、反射器等，但不包括有关的传输线和在天线终端的收发信机一侧的其它电气元部件。对天线终端，必须明确规定。注：天线可包括天线罩。
3.2天线装置antennaassembly
本标准指的天线装置包括天线及将天线固定在支撑结构上的装置。在有规定时，也包括天线的定向设备。
3.3天线系统antennasystem
天线系统包括天线装置、传输线、变换部件以及形成定向空间辐射所必需的其它构件。注：在对流层散射系统中要求使用的“自承式”天线的支撑结构可考虑作为天线系统中的一部分3.4潜望镜天线系统periscopeantennasystem*已给出测量方法的各项性能特性，在各相应的测量条款中给出定义。国家标准局1986-08-06发布
1987-08-01实施
GB/T6667—1986
潜望镜天线系统是一种特殊类型的天线系统。它是利用天线照射挂在天线塔上部的无源反射器，而天线一般位于天线塔或支撑无源反射器的结构的下部。3.5天线罩radome
天线罩是保护天线及其馈源的罩子。通常用绝缘材料制成，可起到减少风载的作用。3.6无源转向器passiverepeater无源转向器是插入微波传输路径中的无源转发装置，以达到改变电磁波传播方向的目的。注：常用的两种不同类型的无源转向器：①“背对背”式，它是由一小段传输线连接两副天线组成的。②镜式，由单个反射面或彼被此距离十分紧凑的两个或多个反射面组成。3.7频带frequencyband
天线、潜望镜天线或无源转向器的频带是指所有规定的性能特性都能达到的频率范围。3.8天线极化antennapolarization天线的极化是指沿视轴方向天线辐射的电磁波在远场区的电失量的取向。3.8.1倾斜角tiltangle
线极化波的倾斜角是在垂直传播方向的平面上电场方向与标称极化方向之间的夹角。3.8.2同极化co-polarization
天线的同极化是指天线的规定极化或标称极化。注：①实际上，天线的实际极化与同极化在倾斜角和轴比上略有不同。②如果两副天线的标称极化相同，则称这两副天线为同极化的。3.8.3正交极化cross-polarization天线的正交极化指的是与3.8.2所定义的同极化相正交的极化。注：两副天线的同极化是正交的，则这两副天线是正交极化的。3.8.4极化图polarizationpattern天线极化图是天线对线极化入射波的响应曲线，该入射波的极化方向是旋转的。3.8.5极化效率（p）polarizationefficiency极化效率是为修正两副天线间的极化失配，在Fris功率转换传输方程中引入的一个系数，它的值在0～1之间。
注：对极化区配的收、发信天线在不存在大气衰减和其它异常情况下，则接收功率（P.）将满足Fris传输方程（见附录A）。
3.8.6单极化天线single-polarizedantenna只以一种极化方式发射和（或）接收的天线。注：单极化天线通常只有一个端口与传输线相连接。3.8.7双极化天线dual-polarizedantenna以两种独立的同极化方式发射和/或接收的天线。要求两种极化方式相互正交。注：双极化天线通常有两个端口，此两端口可位于天线系统中传输线接天线一侧，如果传输线能传输两个正交模，则可位于传输线接收发信机一侧。3.8.8多频段天线multi-bandantenna多频段天线是可在指定给地面无线电接力业务的两个或两个以上频段上同时进行发射和/或接收的天线。它可以一组或两组正交极化同时进行工作。3.9视轴方向boresightdirection天线的视轴方向是指最大增益的方向。3.10天线的有效面积（A）
antenna effective area
在指定的方向上，传输到天线终端匹配负载的功率P，与从指定方向入射到天线的极化匹配的平面波功率密度S之比值，即
3.11天线效率antennaefficiencyGB/T6667—1986
天线效率是指最大有效面积与辐射表面在垂直于最大辐射方向的平面投影面积的比。最大有效面积与最大增益的关系由4.1.1规定（详见附录B）。3.12额定功率powerrating
天线的额定功率是指天线生产厂家规定的、能保证天线性能指标的最大发射功率电平。3.13增益参考天线gainreferenceantenna增益参考天线具有可精确复制的结构，其增益和方向性优于半波振子，可由计算确定，并可通过实测证实，它具有良好的一致性，可作为测量天线增益的标准天线。4天线电气特性的测量方法
4.1天线增益
4.1.1定义及总的考虑
天线增益是天线在给定方向上，在远场区产生的功率密度与无耗各向同性天线在同样距离处产生的功率密度的比。两天线要由同一信号源供给相同的功率。注：本定义适用于发射天线。接收天线增益的定义可从有效面积（A。）的定义按下式导出：-
式中：入一波长
如果天线是互易的，接收和发射用同一天线在同一频率范围内工作并有同样的终端，正文定义的发射增益与注释定义的接收增益是相等的。除非另有规定，增益是指最大增益。测量天线增益的方法之一是与增益参考天线进行比较。方向图积分法虽然很少采用，但计入衰减时可得到精确的结果，所以也可采用。对大型天线来说，直接测量方向性图很不方便，可按下述方法求出其增益：a.
测量初级馈源的增益和辐射方向图；b.
测量或计算衰耗；
计算天线增益。
下述其它方法很少使用，本文不予叙述测量接收或发射信号绝对功率的方法；a.
三天线法。
注：以下各分条款是指对接收天线的测量。当需测量发射天线增益时，如天线是非互易的，则应互换发射源和接收电子设备。
4.1.2与增益参考天线直接进行比较测量增益4.1.2.1总的考虑
直接比较法测量增益是比较由被测天线和增益参考天线从等距离的辐射源接收到的信号电平。为减少与照射场不均匀性有关的误差，增益参考天线和被测天线应尽可能地相互靠近。对照射场剩余的不均匀性应根据附录C予以修正。应注意保证大天线结构的影响不会明显地改变增益参考天线的特性。在被测天线口面上的入射场明显地偏离具有均匀振幅和相位的平面波时，为了精确地确定被测天线的增益，对每一天线还需引进一个功率转换修正系数。4.1.2.2对测量设备的要求
为减小由于有源电子仪表增益不同而形成的误差，通常对增益参考天线和被测天线共用一套接收设备。
..comGB/T6667—1986
必须注意减小与接收设备的增益漂移和发射源中的输出功率、频率变化有关的误差。当接收信号电平相差很大时，要减小与信号检测装置有关的非线性误差。可采用带刻度的方向耦合器或衰耗器，使被测天线接收的信号电平与增益参考天线接收到的电平相等。测量时保证接收机的线性范围大于接收信号的变化范围是非常重要的。把增益参考天线和被测天线接到一个与其匹配的接收机上。应当计算失配损耗并将它计入天线增益中。
必须校准增益参考天线和接收机之间传输的功率，应把由于传输线和转换开关阻抗不匹配及功率耗散损失考虑在内。同样也须校准被测天线和接收机之间的传输功率。当两天线和来自远距离的辐射源的信号的极化不相同时，必须确定对每个天线各自的功率传输数值。4.1.2.3测量方法
图1为增益比较法，在单一频率上测量天线增益的方框图。发射统
乐频成向
- W.L.. L.
换收址
+=ke.PN.f..
华资每与大院
图1天线增益测量常用的装置布置示例通常转换开关接通增益参考天线和接收设备，并记下指示功率P通过转换开关接通被测天线和接收设备，并记下指示功率P。。b.
重复步骤a、b，直到测得的P,与P。达到重复性合乎要求的程度。重复性欠佳是由于发射源或接收设备不稳定或传播路径条件改变造成的。被测天线的实测增益可由下列一般表达式决定：G,P.·L,·N,P.
G,-P..L,. La·N, . P.
式中：G。—一被测天线在增益参考点相对于各向同性天线的实测增益；G—增益参考天线相对于各向同性天线的增益；P
一极化效率；
L一天线与转换开关公共输出之间的传输线衰耗；N一一对幅度和相位不均匀的入射波前的修正系数；Leg
一与天线相连的衰减器或方向耦合器的衰耗：接入衰减器或方向耦合器是为了把信号电平降低到接近增益参考天线的信号电平。注：①注脚“a”表示和被测天线连接所收到的信号有关的参数。②注脚“”表示和增益参考天线连接所收到的信号有关的参数。4.1.2.4结果的表示
相对于各向同性天线的被测天线增益，用分贝（dB）表示，由下式给出：4
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天线增益=10log10Ga
应说明该增益的测试频率和极化方式。4.1.2.5应规定的细节
技术规范应包括以下各项：
频带；
增益误差及测量时的频率。
4.1.3增益测量精度
在所有的增益测量中，影响测量精度的基本因素是：a.
环境温度的稳定性；
接收到的信号噪声比；
发射源的信号变化；
接收设备的增益变化；
传播路径的增益或衰耗变化（包括环境的影响在内)；多径传播误差；
接收设备的非线性；
传输线和无源器件的功率转换值的功率校准精度；测量人员的读数误差；
增益参考天线的校准精度。
注：附录C讨论了与天线测试场地几何条件有关的修正系数。4.2天线方向性系数
4.2.1定义
天线在远场区给定方向上所产生的功率密度与在相同的距离辐射与被测天线相同功率的无耗各向同性天线产生的功率密度的比值。注：①4.1.1中定义的增益是与方向性系数相对应的。方向性系数是以发射功率为基础的，因而不象增益那样包含欧姆损耗在内，而增益以输入端接收功率为基础。②方向性系数通常以分贝表示。4.2.2方向性图
4.2.2.1定义
在天线的远场区保持距离不变时，场强或功率随方位角度的分布，它可以是同极化的或正交极化的。
4.2.2.2测量方法
较小的天线通常测量主要方位和俯仰平面方向性图。对较大的天线（如5米或更大）进行直接测量一般不太方便，其方向性图可由计算或用比例模型测量得到（见4.1.1和4.1.3细节说明）。被测天线和同极化源天线应按附录C安装在适当的测试场地，如图2所示。将所需频率的射频信号送到源天线。把被测天线连到接收机上。
连续或逐步将被测天线围绕天线定位装置的方位轴旋转360°，并把所接收到的功率作为角度的函数记录下来。
然后将被测天线重新定位，并绕其轴对有关各平面再进行测量。将被测天线重新定位时，必须保持源天线的同极化。
测量正交极化方向性图时，被测天线与源天线正交极化并重复上述测量。正交极化方向性图的电平是相对于同极化方向性图的峰值电平的。5
4.2.2.3结果的表示
源天线
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被测距
图2天线方向性系数测量方框图
可用绘图仪制成的曲线图或列表方式表示结果。4.2.2.4应规定的细节
天线技术规范应包括以下各项：a.
有关测试频率；
测量平面；
极化方式。
4.2.3天线方向性图包络
4.2.3.1定义
定问装的方
按收光
定位装置
天线方向性图包络，是一副天线的方向性系数的方向图包络，它是根据使用频带内的不同频率和在特定的平面内对规定的极化测量分别画出的。注：规定本标准中包括的双极化天线，通常它们的主瓣应该是能重合的。4.2.3.2测量方法
在天线工作频带内，至少选取低、中、高三点频率测量，得到3个方向性图来确定天线方向性图包络。
4.2.3.3结果的表示
应按偏离视轴方向的度数，用相对于峰值最大功率电平的分贝数，分别绘出正交极化和同极化的天线方向性图包络。
天线方向性图包络可用适于计算机编程序的表格型式，或者用直角坐标或极坐标的图形给出。对设计对称的天线，可用0～180°辐射图包络表示。对非对称天线，要用0～士180°的包络图表示。4.2.3.4应规定的细节
技术规范中应包括以下各项：
有关测试频率；
极化方式。
4.3正交极化鉴别率
4.3.1定义
正交极化鉴别率定义为：同极化方向峰值信号电平与以同极化视轴方向为中心的角度等于3dB射束宽度内的正交极化最大电平之比。4.3.2单极化天线的测量方法
被测天线应装在适当的测试场内（见附录C），并在远场区用一线性极化源天线照射，将两天线调整到有完全一致的同极化并且增益最大的位置。将源天线绕其视轴方向的轴线转90。被测天线在方位平面内或其它有关平面内转动土3dB射束宽度并记录接收功率。同极化信号与最大正交极化信号之比即为被测天线的正交极化鉴别率。被测天线和源天线的极化调到与前述测量成90°，再重复以上步骤。如只要一个值，则取两次测量6
值中较小者。
4.3.3结果的表示
正交极化鉴别率应以分贝数表示。4.3.4应规定的细节。
天线技术规范中应包括以下各项：GB/T6667—1986
如需要时，规定进行除主要平面外的其它平面的测量。规定进行测量的角度范围。
有关测试频率。
4.4天线阻抗失配
4.4.1一般考虑
当天线与指定的传输线连接时，天线阻抗失配通常作为频率的函数以驻波比（V·S·W·R）、反射系数幅度或回波损耗来表示。4.4.2测量方法
安排天线向自由空间或模拟自由空间辐射。如有天线罩，则应安装就位。通过测量回波损耗表示天线阻抗失配的程度，回波损耗的测量可以用逐点法或扫频法。逐点测量法要作大量的测试很费时间。两种方法均可使用测量线法或反射计法。4.4.2.1测量线逐点测量法
这一方法的典型方框图如图3所示。在使电压驻波比指示器正常工作时所要求的射频信号电平下，被测天线应该是线性工作的。信号发生器是调幅的，可移动的探针还包括了一个可调谐腔和一个宽带二级管检波器。电压驻波比指示器通常是一个可在1～200kHz调制频率范围内调谐的选频电压表，测量应在全部所需要的射频频带内进行。
4.4.2.2测量线扫频测量法
测量线扫频测量法的典型方框图如图4所示。扫频信号发生器通常为调幅的，移动式探针包括个宽带二极管检波器。在音频放大器的输出端接有检波器，音频放大器被调谐到调制频率上，指示器可以是一个示波器。最好是存贮式示波器，或一绘图仪。这个测试系统要用已知数值的失配负载来校正。示波器的水平扫描与信号发生器的频率扫描相对应。测量时，检波器在最低射频处至少要移动一个半波长，扫描频率要包括全部所需要的射频频带。在任何指定的射频（对应于横坐标上指定的点）上，示波器显示的包络幅度的最大值与最小值的比（可按刻度线读出）是该频率点的电压驻波比。4.4.2.3反射计扫频测量法
反射计扫频测量法的典型框图如图5所示。用图中所示的四端定向网络进行入射和反射功率的取样，根据这些样值可测出每个频率点上反射系数的模数。校准测量系统时，被测设备用短路器代替，用衰减器来模拟已知回波损耗，例如26dB的衰减相当于26dB的回波损耗，这种方法优于需要确知检波律的方法。如果入射波电平不是恒量，校准线就不是水平的。所以应在示波管表面用可以擦去的标记画出这条校准线，这种校准应做记录。通过调节示波器的增益，能迅速测出整个扫频范围内回波损耗的大小变化。
注，①测量精度，取决于定向网络的方向性大于被测天线的回波损耗的范围的程度，例如定向耦合器的方向性为40dB，测量26dB时的回波损耗的精度为0.2dB。②既能测振幅特性，又能测相位特性的反射仪可得到“史密斯图”。7
倍导发生器
扫频带号
GB/T6667—1986
逃波滑
哀减析
用学移动
针和格波器
电压轨液
比托示器
被测设务
测量线逐点电压驻波比测量典型框图校漏过的存
应示波器
信号发牛器
[定店钙行器
自动电平控制
乍动电控
制制器
咨新放大器
村投波器
蒂有移站*
和冠器
被测没择
图4测量线扫频电压驻波比测量典型框图示露
托额信号
发生器
自动市
上间选）
单间器
拉被器
输人旋测（可沟司）
意减4
匹端定可
钙合器
(反乐计)
大射功
度波器
和滤波器
核准州！一
个点华器地
社洲设
图5用反射计测量回波损耗的典型框图4.4.3结果的表示
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在规定的频率范围内，测量结果以最坏情况的数值来表示。当需要计算系统噪声时，还应提供一份记录曲线。应说明所用的方法和可能的误差。4.4.4应规定的细节
天线技术规范应包括以下各项：天线输入端口
b.有关测试频率
4.5隔离度
4.5.1定义
在相同频率下，加到多端口天线的一个端口的功率电平与同一天线的另一端口的接收功率电平的比，用分贝表示。
如天线的所有端口对于天线的发射或接收操作是互易的，则天线的任一端口都可作为输入或输出端口。如端口不是互易的，则输入及输出端口可根据天线技术规范来选择。4.5.2测量方法
安排天线能向自由空间或模拟自由空间发射，如有天线罩应该安装就位。将射频功率送到天线的一个端口，用匹配的检测器检测另一端口的接收功率，其余端口接匹配负载。这两个功率之比即为隔离度。通常用方向耦合器和功率计测量输入和输出功率。隔离度最好用扫频法测量。
若天线的所有部件是互易的，交换输入和输出端口，用同样方法测量隔离度。4.5.3结果的表示
优先采用记录曲线的复制件。
另一方法是在规定频带内，以最差的分贝数值表示测量结果。应说明使用的方法和可能的误差。如果对换输入、输出端口测得的两个比值不相同，取较差者为隔离度。4.5.4应规定的细节
技术规范应包括以下各项：
需测隔离度的各端口
b.有关测试频率免费标准下载网bzxz
4.6天线罩衰耗
4.6.1定义
由于使用天线罩而产生的信号衰减。4.6.2测量方法
天线罩衰耗一般采用如图6所示的直接测量法。先调整源天线和被测天线使信号最大。在将天线罩装在被测天线上之前，先调整接收机和校准衰减器的刻度使读数为零，然后装上天线罩并直接在接收机上读出衰减的分贝数。应重复测量几次保证结果一致。
被测天线附近的入射场强度在整个测量过程中应连续监测，并将变化考虑在内。至少要在天线的使用频段的低、中、高频率点和工作在极化条件下进行测量。4.6.3结果的表示
结果可用图形或列表的方式给出，用分贝表示。4.6.4应规定的细节
天线技术规范应包括以下各项：极化方式；
有关测试频率。
测求天线
盐测无级
接收机
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图6天线罩损耗测量框图
5无源转向器电气特性的测量方法5.1频率限制
额大家
采用平面反射器的无源转向器，其工作频率仅受反射器表面形状公差的限制。5.2增益
5.2.1定义和一般考虑
无源转向器的增益，是由无源转向器在远场区某一点的功率密度与在同一点上，由无源转向器中心点上的各向同性天线代替无源转向器，并重新辐射与它接收的同样的功率所产生的功率密度的比。5.2.2计算方法
测量无源转向器的增益是不实际的。通常用以下方法计算其增益：a。对背对背天线，无源转向器的增益是天线增益和连接两天线的部件引起的各项衰耗的代数和，以分贝表示。
单个镜式无源转向器的增益，以分贝表示，可按下式计算：式中：入——波长，
A。—有效面积。
无源转向器增益=101ogio
4nA。
注：①有效面积是入射与反射路径间夹角的一半的余弦乘以反射器面积。②由于反射器的表面不精确而引起的增益衰减值未计入在此值内。互相位于各自近场区的两个或更多的无源转向器的增益，位于天线近场区的单个无源转向器c.
的增益，均由分析确定。应说明计算方法。5.2.3结果的表示
结果以分贝表示。
5.2.4应规定的细节
技术规范中应包括以下各项：
有关测试频率；
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b.入射波和反射波之间的转移角。5.3镜式无源转向器的极化旋转
5.3.1定义
由于平面反射器反射射频能量而引起的极化角度的变化称极化旋转。注：有时称极化旋转量为极化旋转斜交角或极化偏移。5.3.2测量方法
没有标准的测量方法，通常有几种计算与图解方法供使用。所有这些方法均由系统的几何形状得出。
5.4方向性图
5.4.1定义见4.2.2.1。
5.4.2计算方法
远场区镜式无源转向器的方向性图通常是用由无源转向器的频率、形状和尺寸决定的图形来计算的。对近场区的反射镜，则应考虑照射情况。矩形镜的归一化方向性图D（g，?r）用下式计算。采用图7所示球坐标系，其中下标i与分别表示入射波与反射波。
sinUsinv
D(or，Pr）=201og10
式中：U=
a(sing.cospi+sing.cosp）
V=b (singsingi+sing,sing)
一波长。
5.5方向性图包络
5.5.1定义：见本标准4.2.3.1。11
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