天线实验报告
一、实验目的
1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA连接器的连接方法。 2、掌握半波振子天线的制作方法。
3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR和回波损耗的方法。
4、掌握采用“天馈线测试仪”测试电缆损耗的方法。
二、实验原理
（1）天线阻抗带宽的测试
测试天线的反射系数（S11），需要用到公式（1-1）：S11?ZA?Z0?|?|exp(j?) ZA?Z0（1-1）
根据公式（1-1），只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值，就可以说明在此条件下天线的阻抗ZA接近于所要求的阻抗Z0（匹配），在天线工程上，Z0通常被规定为75Ω或者50Ω，本实验中取Z0=50Ω。天线工程中通常使用电压驻波比（VSWR）ρ以及回波损耗（Return Loss，RL）来描述天线的阻抗特性，它们和|Γ|的关系可以用公式（1-2）和（1-3）描述：??1?|?| 1?|?|（1-2） RL??20lg(|?|) [dB]
表1-1 工程上对天线的不同要求（供参考）
（1-3）对于不同要求的天线，对阻抗匹配的要求也不一样，该
要求列于表1-1中。
（2）同轴电缆的特性阻抗
本实验采用50欧姆同轴电缆，其外皮和内芯为金属，中间填充聚四氟乙烯介质（相对介电常数?r?2.2）。其特性阻抗计算公式如下：
Z0??b??? ?a?（1-4）
式中a——内芯直径；
b——外皮内直径。
三、实验仪器
（1）Aitsu S331D天馈线测试仪
图1-1 Aitsu S331D天馈线测试仪
表1-2 Aitsu S331D天馈线测试仪主要性能指标
撑和固定天线）和酒精棉等。
（3）工具，主要包括：裁纸刀、尖嘴钳子、斜口钳子、砂纸、挫、尺和电烙铁等。
四、实验步骤1、半波振子天线的制作
制作天线时要主要安全，使用电烙铁和裁纸刀时应倍加注意。（1）截取一段长度为10cm的50欧姆同轴电缆。
（2）用裁纸刀将电缆两端蓝的电缆护套各剥去3cm。（3）将SMA同轴连接器与电缆相连接，具体操作步骤如下：用裁纸刀将电缆一端的外皮和聚四氟乙烯介质切掉1cm，保留电缆内芯。注意：在
环切外皮和介质时，尽量不要切到内芯；在切断外皮和介质后，可以用尖嘴钳夹住
待去掉的部分左右晃动并拔下。
? 用斜口钳子剪断电缆内芯的一部分，留下约3mm~4mm的长度。用砂纸打磨电缆内芯和金属外皮，并用酒精棉擦拭干净。将电缆内芯插入针内，并用焊锡焊接牢固。将SMA连接器的J头（内螺纹）与K头（外螺纹）相连过热，连接器内的聚四氟乙烯膨胀变形，高出金属部分），将针和电缆插入SMA
连接器的另一端，用力推紧，然后用电烙铁将SMA连接器与电缆外皮焊接。注意：
焊锡要充分熔化，直至流入SMA连接器与电缆的缝隙内（即在SMA连接器的孔内看到焊锡，若很难熔化，是由于铜散热过快，可采用两个电烙铁同时加热）。
剪适当长度的热塑管，套在同轴电缆上，覆盖住露出外皮的同轴电缆，使用电烙铁
或热风对热塑管加热，使其收缩。
（4）制作半波振子天线
计算谐振频率f=2.4GHz的半波振子的每个臂长l/2，用斜口钳子截取两端铜丝，长
度均为l/2。注意：组1采用直径为0.5mm的铜丝，组2采用直径为2.5mm的铜丝。? 将制作好的同轴电缆的一侧（另一侧为SMA连接器）去掉2cm蓝护套，再去掉
1cm金属外皮，最后去掉8mm聚四氟乙烯介质。
截取长10cm×宽4cm的泡沫，用锥子在其中心打个孔，并在其表面制作出一条沟
（长度略长于半波振子，宽度和深度约为半波振子直径）。
? 将制作好的同轴电缆从泡沫的中心孔插入，截取一小段细铜丝，在同轴电缆的金属
外皮上缠绕2-3圈，留出约0.5cm-1cm的长度，用于与半波振子的一个臂进行焊接。同时，将同轴电缆的内芯与半波振子的另一个臂进行焊接。
将制作好的半波振子固定在泡沫上（预先制作好的沟内），用透明胶带固定好。半
波振子制作完成。
2、天线阻抗带宽测试
（1）开机与校准
点击on/off按键，来启动Aitsu S331D天馈线测试仪。 点击数字1，以打开背景灯。
点击MODE，利用上下键选择回波损耗。
点击FREQ，再点击F1，输入1800，点击ENTER；点击F2，输入2600，点击ENTER。? 点击START CAL，屏幕出现“连接开路
器到信号输出端口”，从屏幕右侧的袋子
里取出校准器件，将OPEN端连接至天馈线测试仪的电缆（注意，先将电缆上的N
转SMA连接头拧下），连接后点击ENTER。当屏幕上出现“连接短路器到信号
输出端口”时，将SHORT端连接至天馈线测试仪的电缆，连接后点击ENTER。
当屏幕上出现“连接负载到信号输出端口”时，将校准件负载端（除了open和short
外的第三个端口）连接至天馈线测试仪的电缆，连接后点击ENTER。至此校准完
毕。
将校准件拧下，放回原处，将N转SMA连接头与天馈线测试仪电缆连接好，准备
测试。
（2）天线回波损耗和VSWR测试
将所制作的天线连接至天馈线测试仪电缆的SMA端口。观察天线的回波损耗随频
率的变化。此时，横轴共10格，包含了1800MHz~2600MHz的频率范围，每格
80MHz。点击MARK，再点击M1，点击编辑，输入频率（如2000），按ENTER
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