本标准适用于天线测试场的鉴定。 SJ 2534.4-1985 天线测试方法 天线测试场的鉴定 SJ2534.4-1985 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本标准适用于天线测试场的鉴定。

中华人民共和国电子工业部部标准天线测试方法
天线测试场的鉴定
本标准适用于天线测试场的鉴定。1概述
SJ2534.4—85
在天线方向图测试场设计、建造和安装完毕之后，必须用实验方法测定被测区，即被测天线安装区的照射电磁场的状态。
1.1鉴定目的
应按实验鉴定大纲对测试场进行鉴定，以确定用该测试场进行测量所产生的误差是否小于规定值。实验鉴定的程度视在测试场上进行测量所需要的精度而定。1.2影响照射场的因素
由于各种安装构件、电缆、测试场表面或附近的障碍物以及测试场本身高低不平均会产生反射，故被测区的照射场将偏离以理想几何形状的测试场为依据的计算结果。此外，射频干扰常常也是产生偏差的原因。
1.3被测区入射场的分类
为了方便起见，通常把人射场分为两部分来研究。从源天线的正常方向人射的场称为近轴人射场。从广角方向到达的场称为广角入射场。广角是相对于被测区中心到源天线相位中心的连线而言的。近轴入射场可用场探测器在与测试场轴垂直并与预计的被测天线重合的平面上进行测量，这一平面称为被测口径。
2在被测口径上用场探测器测量
2.1定位器的校正
在用场探测器进行测量之前，必须将定位器的诸轴校准。例如，垂直轴（方位一一俯仰定位器的，轴或包括模型塔在内的俯仰一方位定位器的轴）可用测斜仪或精密水准仪校准，对模型塔也可以使用铅锤来校准。水平轴可以用光学办法校准，对模型塔，可在塔顶装一观察设备。在此方法中观察设备的光学视线相应于模型塔的水平轴（轴），从而可以检验校准程度。2.2探测器的安装
在诸轴校准完毕之后，即可着手安装场探测器。场探测器由一个天线构成，此天线常为角锥喇叭或对数周期天线。它安装在一个托架或滑轨上，使其能沿工字梁支撑结构移动。整个部件装在一个适当的定位器上，使得人射场可以作为被测口径上位置的函数而被采样。典型的场探测器略图如图1所示。
中华人民共和国电子工业部1985-01-05发布1986-07-01实施
2.3探测器运动的控制
铝管托架
驱动电机
及同步机壳
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刺叭旋转器
探测器天线及混频器
探测器托架
射频电缆
射频电缆滑轮
上部方位转台
恒定张力电缆
恒定张力电缆绷紧轮
图1典型的场探测器机构
探测器天线的运动可用同步系统或电位器遥控。它们指示探测器的瞬时位置。接收到的场幅度可以作为位置的函数被连续自动地绘制成曲线。这些数据常用分贝曲线表示。2.4对探测器天线的要求
为了抑制广角反射以及从探测器安装构件上来的反射，探测器天线应当有适当的方向性。作为附加的预防措施，应当在探测器天线后面放置吸收挡板。为了使测试场地表面的主要部分含在探测器天线的半功率波束宽度内，其E面及H面波束应有合适的宽度。保证满足这个条件的一个常用准则是：4hr
,2arctg（
式中：hr-
被测天线高度；
一测试场长度；
9——探测器天线3dB波束宽度。2.5探测器天线的旋转
（1）
必须备有使探测器天线绕其轴旋转的手段，以便测量两个正交极化，即垂直极化和水平极化。这样做是必要的，因为测试场可能用于这两种极化的任何一种极化状态下，所以对这两种情况的人射场都应进行测量。对源天线的两种极化取向的交叉极化也进行测量是切合实际的，因为不仅源天线本身可能产生交叉极化分量，而且当波从不规则物体或曲面物体上反射时也常常伴随着某种程度的去极化。2.6探测器测量的主要任务
探测器测量的主要任务是确定反射源，以便能够采取补救措施。2.6.1单个反射源情况
如果只有一个主要反射源对人射场有影响，那么根据测量数据确定其位置是相当简单的问题。2.6.1.1干涉图的空间周期
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假定直射波从垂直于口径面的方向入射到口径上，而反射波从相对于该方向为角的方向人射到口径上，则由图2可以看出，在被测口径上得到一个干涉图。合成波的空间周期为：P
ER波前
Ep波前
2E波纹
图2由反射波引起的空间十涉图
（2）
若探测器天线沿被测口径面内的直线，即包含有直射波和反射波传播方向构成的平面与包含被测口径的平面的交线移动，即得图2所示的场结构。然而，若探测器沿被测口径内任何其他方向移动，则空间周期增大，其值为：
式中：a-
singcosa
得到图2结果的探测路径与新方向之间的夹角。2.6.1.2反射信号到达方向的确定(3)
从上述结果可以看出，沿通过被测天线口径中心的径向线测量场强，便可确定反射信号到达的方向（即角）。
2.6.1.3反射波对直射波的相对幅度由f涉图的蜂值可得出反射波ER对直射波Ep的相对幅度，以分贝表示时，该比值为：ER
=201g[
-1+antilgo/20
1+antilgo/20
式中是测得的干涉图的最大值与最小值之间以分贝表示的差。Ep
与0的关系如图3所示。bZxz.net
（P）
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Ep(dB)
图3空间干涉图的幅度与反射信号对直射信号强度比的关系曲线2.6.2多个反射源情况
一般情况下存在几个反射波，其中地面反射波是主要的。此时测得的场为合成的空间分布。然而，根据测得的数据通常可以确定主反射源的位置。3在高架测试场的场地轴附近入射场的测量3.1用场探测器调整绕射栅栏
对于高架式测试场，若幅度变化过大，则应采取某些措施，或者把反射能量吸收掉，或者使其方向偏离被测口径。就测试场地面反射而言，表面绕射栅栏通常是很有效的，可用场探测器来调整栅栏的位置、大小及方向。
3.2用场探测器瞄准源天线
3.2.1源天线的瞄准的必要性
场探测器的另一一重要用途是源天线的瞄准。因为源天线是定向的，所以任何瞄准误差都可能产生被测口径照射场的不对称的幅度锥削。在方位和俯仰两个平面内都要进行瞄准，这两个平面分别对应于场探测器天线的水平和铅垂运动。3.2.2瞄准的步骤
一种方便的瞄准方法如下所述。3.2.2.1第一步
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首先使探测器天线在水平方向运动，并定出2个等功率点的位置作为参考。然后调整源天线直到这2个等功率点的几何中心与被测口径中心重合。3.2.2.2第二步
将源天线绕其轴旋转180°，再检查瞄准情况。如果源天线仍然是瞄准的，就说明源天线的波束轴与源天线定位器的旋转轴相重合。否则要采取校正措施，即源天线相对于定位器安装面要重新定向。若源天线是反射器天线，则初级馈源要重新定位。重复上述过程，直到源天线的波束相对于旋转轴是对称的，同时相对于被测口径也是适当瞄准的。3.2.2.3第三步
在铅垂平面重复第一步的过程。3.2.2.4第四步
在铅垂平面重复第二步的过程。3.3被测口径处相对相位的测量
在反射的影响被降低到使被测口径上的幅度分布达到令人满意的程度，而源天线也瞄准好之后，便需测量被测口径上的相对相位，如果没有反射，那么被测口径上的相位分布主要是源天线和被测天线之间距离的函数，所以对高架测试场，这种测量是一种预防措施而不是必要的。3.4被测口径处极化的测量
人射场剩下的一个可测量的特性是极化特性。如果场探测器天线备有如图1所示的旋转器，那么便可测量被测口径上各处的极化方向图。注意，在进行该项测量之前应把源天线瞄准。4地面反射测试场地轴附近入射场的测量4.1源天线高度的调整
和高架测试场不同，地面反射测试场的设计方针是利用测试场表面的反射以便在俯仰平面产生一个宽阔的干涉图。应当调整源天线的位置，使该干涉图的最大值对准被测口径的中心。办法是先把源4h。然后沿俯仰平面与被测口径AR
天线放在一定的位置（假定测试场表面反射系数为一1），即h，=的交线用场探测器测量。调整源天线的高度直到在铅垂方向上的场相对于被测口径中心是对称的。由于对每种极化最佳高度可能不同，故对两种极化均应进行这一过程。对地面反射测试场，通常不必校正源天线在俯仰面内的取向，因为在俯仰面内源天线波束指向的微小改变对在被测口径处产生的所需干涉图的影响不大。在水平面内可按类似于高架测试场的办法来瞄准。4.2确定附加反射的位置
与高架测试场情况一样，应探测被测口径以确定附加反射源的位置。必要时应把反射物体移开，或用吸收挡板和反射屏使到达被测口径处的反射能量最小。4.3被测口径处的极化测量
关于极化测量，必须调整场探测器的方向，使线极化探测器天线指向由源天线及其镜象构成的阵列的相位中心。该相位中心不在测试场表面上而是在近似高度h上（见SJ2534.285《天线测试方法天线测试场的设计》)，h，为：（5)
式中，「—测试场表面反射系数的幅度。「「可以简单地取作测试场表面镜式反射波的幅度与直达波的幅度之比，该比值示于图3中。5
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在确定了这个取向之后，即可测量被测口径内各处的极化方向图。4.4反射测试场用于圆极化的情况若地面反射测试场用于圆极化，那么希望源天线的极化是可调整的，从而能对人射场极化作精密调整。改变源天线垂直分量和水平分量的相对幅度和相位，便可补偿因测试场表面对两个场分量呈现不同反射系数而造成的影响。通过发射适当的椭圆极化波，便可把被测口径处任何地方的入射场的轴比调到优于0.10dB。注意，测试场表面的特性会随时间和工作频率而变化。5广角入射场的测量
5.1概述
两种最常用的广角人射场鉴定方法是天线方向图比较法和纵向场探测法。这两种方法对高架测试场和地面反射测试场均适用。
5.2天线方向图比较法
5.2.1天线方向图比较法的实质
该方法以下述假定为前提：当不存在任何反射信号或附加信号时，被测天线位置相对于源天线的微小变化不会改变测得的被测天线方位方向图。另一方面，若在被测天线的几个不同位置测量被测天线时，其方向图随位置而改变，则说明存在反射信号或附加信号。5.2.2反射波对副瓣电平的影响
为了说明反射波对测得的定向天线方向图可能具有的影响，考患图4所示的情况。反射波从偏离被测天线波束轴为6角的方向人射。通常，广角反射波电平至少比直射波电平低30dB。当被测天线瓣指向源天线时，反射波在副瓣上被接收。反射波对测得的主瓣电平的影响可以忽略不计。然而，若天线旋转到主瓣指向反射波到达的方向而副瓣指向源天线时，则视在的副瓣电平与无反射波时得到的副瓣电平有显著差别。实际差别的大小与直射波和反射波的相对幅度和相位有关。于是若在测试场轴向的几个位置上测量天线的方位方向图，那么由于两个波的相对路径长度不同，故测得的方向图也就不同。
5.2.3具体实施方法
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a受试天线指向源
b副瓣指向源
图4天线方向图比较法测量过程中被测天线的副瓣电平是如何受影响的
5.2.3.1方法之-
天线方向图比较法就是要在测试场轴向足够多的不同位置上记录被测天线的方位方向图，从而得到副瓣电平的最大偏差。为了方便起见，可把所有的方向图记录在同一张图上，以此来确定来波的视在方向及其相对电平。一个实测例子如图5所示。在120°方位角上这些方向图的电平变化约为12dB。由于反射波在主波束上被接收，而直射波在副瓣上即比主波束峰值低30dB的地方被接收，故这一电平变化相应于反射波相对于直射被电平至少为－34.5dB。按图6所示的曲线根据测量数据确定反射信号电平。必须进行许多测量以保证得到最大的变化，却有可能漏掉最坏的情况。5.2.3.2方法之二
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?=方位方向图角度360
图5方位方向图比较（360°切），旋转中心在纵向位移采取步进式100
（EP）
05-10-15-2025-30354045-50-55606570相应于无反射的方向图电平（dB）图6给定反射率电平及天线方向图电平的空间于涉图的幅度注：当纵坐标值低于5.7dB时，曲线作为直线处理，实际上稍向上凹，当纵坐标值在5.7dB以上时，所有的曲线都被修正。
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这一天线方向图比较法是测量2个方位方向图，测量时旋转中心相同但被测天线在2次切割之间绕波束轴旋转180°。为了方便起见，还可以使图形记录仪横坐标的走向换向，并适当调整同步机，使得在无反射信号或附加信号时这2次切割所记录的方向图相同。若有反射存在，则方向图将不同，除非反射相对于测试场的轴是对称的。用这些数据可以推断入射到被测天线上反射信号的视在方向。5.2.3.3方法之三
在某些测试场上，特别在模型塔情况下，希望在相对于测试场轴对称的方位指向上作等圆锥切割来比较方向图。例如，把方位定位器旋转6度，并旋转模型塔头作圆锥切割。然后把方位定位器转到度，并把被测天线绕塔头的轴旋转180°以保持起点相同。适当地重调同步器后，重新测量方向图并作比较。
5.3纵向场探测法
确定反射电平和方向的另一种方法是用纵向场探测法。5.3.1纵向场探测法的实质
与上述的场探测器不同，纵向场探测器的取向是使其波束轴与移动方向垂直。探测器天线的移动路径必须足够长，以检测出直射波与反射波形成的干涉图的最大和最小点。5.3.2相长干涉点之间的距离
直射波和反射波之间相长干涉点之间的近似距离P为：Pi=
2sin2(0/2)
式中：—指向源天线的方向和反射波到达的方向之间的夹角。5.3.2.1反射波到达方向的确定
由上式可知，测出接收信号的幅度变化期，即可确定反射信号源的近似方向9。5.3.3具体实施方法
（6）
根据测量数据的峰一峰变化便可近似地确定反射信号相对于直射信号的电平。分析数据时应考虑到探测器天线的辐射方向图。为了完善地测定反射信号或附加信号，通常必须沿着几个不同的方位方向用探测器进行纵向测量。
6无回波室的鉴定
6.1静区
无回波的设计目标是使室内给定的某一区域内的照射的均性满足规定的指标。该区域通常称为静区，被测天线就放在这区域。6.2静度
静区的实际大小可按源天线发出的直射波来规定，即依据从静区中心到区域边缘直射波幅度和相位的变化的技术指标来确定。因为该区的“静度”取决于室内墙壁、地板和天花板的反射大小。日前尚尤标准化的无回波室品质因素。需要确定“等效”反射波与直射波的比值，所谓等效反射波即人射到用来测定无回波室的探测器天线上所有反射波的综合效应。这就是说探测器天线的方向图无疑会影响测量结果。
6.3鉴定无回波室中的自由空间驻波比法6.3.1横向探测法
当用无回波室测量天线方向图时，通常用自由空间驻波比法来鉴定它。6.3.1.1探测器天线的取向
此方法在原理上与前述的场探测器法类似，所不同的是探测器天线的取向对运动方向来说不总是垂直的，而是如图7所示，作成可调的，这就为选用方向性更强的天线作探测器准备了条件。为此常用标准增益天线。
6.3.1.2等效反射波方向的测定
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对于某一给定取向，探测器天线沿一条横向路线连续移动，也可选其他移动方向。1探器天线
的横向运动
图7自由空间驻波比法的几何关系天线的线性运动耦合到记录仪，以便记录干涉图。只要收到的直射波分量大于反射波分量，就可用图3的曲线确定反射波与直射波之比。对探测器天线的各种不同取向重复这一过程，比值最大的方向即为等效反射波到达的方向。应在几个不同的横向包括水平方向和垂直方向上进行测量。还应用水平极化和垂直极化进行所有的测量。
6.3.2纵向探测法
广角人射场，包括从无回波室后面反射的信号可以用纵向探测器测定（5.3条）。进行这一测量时，探测器托架与无回波室平行，探测器沿纵向移动。测出自由空间驻波比与探测器天线相对于移动方向的取向的关系。用这个方法可鉴定无回波室的整个后部，包括临界点，如角落。6.3.3探测器天线的选用
6.3.3.1全向天线
前已指出，测量结果与探测器天线辐射方向图有关。为避免这一效应可使用各向同性探测器天线，如由三个相互正交的偶极子组成的三耦极子天线。此天线的设计方法是使天线方向图基本上是各向同性的。现已设计成此种天线，它对任何方向来的且任意极化的信号的响应都一样好（在±1dB之内）。为了避免在室内引起附加反射，应当十分仔细地设计用于固定探测器的托架。此种探测器的优点是对每个所需频率只要进行3次正交扫描即可得到完整的反射率数据。一般说来，由于等效反射波是由来自全部表面的所有反射波合成的，故这个系统产生的反射率电平要比用定向天线得到的要高，要在室内测试的天线为准各向同性时，这个方法特别有用。6.3.3.2定向天线
若被测天线的方向性中等或比较强时，则室内后部的反射要加以抑制。此时用定向探测器进行自由空间驻波比测量可能更合适些。6.4鉴定无回波室的方向图比较法已经使用天线方向图比较法鉴定无回波室，并不推荐这种方法为鉴定无回波室的主要方法，因为难于确定最大反射率电平。
7缩距式测试场的鉴定
缩距式测试场可用第2章的办法进行测量，即用场探测器对被测区的照射场进行幅度、相位测量和极化测量。
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附加说明：
本标准由电子工业部标准化研究所提出。本标准由电子工业部第39所负责起草。本标准主要起草人柯树人，董囤昌、王书惠。11
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