第1章 天线测量入门知识

1.1 天线测量的意义、任务、内容、发展历史

1.1.1 意义

测量是人类认识和改造客观世界的一种必不可少的手段。没有测量，就没有科学。科学的发展促进了测量技术的提高，测量技术的提高反过来又促进了科学技术的发展。测量技术的水平已被公认为是一个国家的科学技术和现代文化水平的重要标志之一。

天线是无线电设备的重要组成部分，是人们见闻世界的耳目，是人类与太空的联系，是文明社会的组成要素。从赫兹1886年建立第一个天线系统，到今天门类众多的天线大家族，天线测量技术不断提高，测量设备不断改进，人们对天线的认识和改造所付出的不懈努力起了巨大的推动作用。

在我国，随着卫星通信、卫星导航定位、微波通信、移动通信、遥测遥控、雷达等领域的飞速发展，天线行业已在国民经济中占据重要地位，尤其是移动通信天线、卫星通信天线、微波通信天线等生产厂家遍布我国各地。为了适应客户高质量的需求，许多厂家花巨额资金建造测量场地、购置了精良仪器，在此情况下，建立测试队伍、培训技术人才，普及天线测量知识、提高测量技术就显得非常重要。

1.1.2 任务

众所周知，由于天线有两方面的特性：电路特性（输入阻抗、辐射电阻、噪声温度、频带宽度等）和辐射特性（方向图、增益、极化等）。所以天线测量的任务就是用试验的方法测定和检测天线的这些特性。天线测量是研究天线的一种重要手段：即可用来检验理论分析的正确性；抽样检验批量生产中天线参数的合格率，以及定期检查现场使用中天线性能的变动。特别是研究一种新型天线时，天线参数的测量更是必不可少的。因此天线测量技术就成了解决天线问题的重要途径，特别是天线技术中某些理论上难以进行定量分析的新课题，更依赖于试验数据进行分析研究。

1.1.3 内容

由于天线测量以测试仪器为手段，以测量天线参数为目的，所以天线测量的基本内容主要是：介绍测量仪器的正确操作使用方法，如何设计、搭建测量系统；针对不同用途的天线参数给出具体的测量方法步骤；依据书中推荐的国家、行业等标准引导你对测试结果进行分析判定。

天线测量的意义表现在给设计者以正确的依据及导向作用，然而任何一种测量都是有误差的，所以测量过程就是对误差控制的过程。天线测量技术的高低也就主要体现在对测量误差的分析处理上，所以天线测量应以如何正确组建测量系统、正确操作使用仪器和以正确的方法准确测量天线参数为主要内容。

1.1.4 发展历史

在20世纪20年代以前，人们用圆弧上逐点移动法测试HF频段固定天线的水平方向图；20世纪30年代中期则发展了用于天线测试的波导测试元器件和系统；到20世纪40年代天线测试技术提高很快，有关天线的基本测试方法和问题得到解决；20世纪50年代，美国Antlab和Scientific Atlanta(S-A)两个公司已可专业化研制和生产成套天线的测试设备；20世纪60年代，天线测试方法开始更新，大量测试技术文献出现，并逐步开始研究紧缩场法和近场法；20世纪70年代和80年代是天线测试自动化的年代，美国诞生了天线测试技术协会（AMTA）;20世纪90年代以后，近场测试技术得到广泛应用。通过硬件的改进及软件的升级，测试精度和效率在不断提高，测试成本也在逐步降低。

经过几十年的发展，目前国内外都有比较成熟的天线自动测试系统产品，例如以色列Orbit公司生产的天线测试系统、美国MTI公司生产的天线自动测量系统等。测量系统的产品性能指标不断提高，功能进一步增强，可以在0.1～90GHz的频带内自动完成天线远场和近场测量任务。

我国在天线测试技术研究方面起步较晚，直到20世纪80年代才颁布测试方法的标准，一些天线测试技术论著也陆续问世，奠定了我国天线测量技术的理论基础，我国逐步对天线测试设备及技术开始研究。近年来通过开放、引进、消化、创新，我国的天线测量仪器设备正逐步缩小与国际水平的差距，测量技术也随之提高。国内有关厂所院校，如河北威赛特科技有限公司、西安科技大学等，自主创新研发生产了天线自动测试系列产品，借用强大的测试软件功能，该产品不但能快速高精度测量天线的性能，而且操作简单方便，系统稳定可靠，目前在国内得到较为广泛的应用。