手把手教你使用901V 准确测量天线增益。 [复制链接]

自制天线，测量驻波比和方向图都比较简单，但由于手上没有所谓的标准天线去对比，所以所谓的增益，都是计算或估算出来的，业余条件下有无可能自己测量增益呢？其实开动一下脑筋，还是有办法的。

借助射频神器，901V射频万用表，事半功倍！
测量原理：
1 要测量天线增益，必须要有一根已知某频率上增益的天线(姑且叫标准天线），通过信号的对比获得和“标准天线”的差值，例如某半波对偶天线在某个频率上的增益是2.15dbi（理论上），在某个位置收到信号0dbm，换了一根待测天线，信号变成3dbm了，可以讲，待测天线的增益就是5.15dbi了。
2 半波天线的带宽比较窄，专业测量多使用双锥天线或对数周期天线，微波段使用喇叭口天线，厂家会提供各个频率下的增益表，通过对比法，可以准确测量待测天线的增益。
3 我们就来做个试验，如果利用现成的天线来变成“标准天线”，准确测量各个频率下的增益，将个频点的数据记录好，这根天线就是“标准天线”了，使用时通过对比法，就能测量待测天线的增益了。
4 要获得增益参数，必须使用2根一样的天线，利用901V的S21测量传输特性，一根天线做发射，另外一根天线固定在一定的距离（10个波长以上）做接收，通过测量某个频段的传输特性，套入无线电波自由空间传播损耗公式：
Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)   式中Lfs为传输损耗，     d为传输距离（km），     频率的单位：MHz
5 下边是示范测量：
天线使用两根800-2500MHZ的对数周期天线，电信营运商大量使用，价格便宜，安装方便，标称增益10/11dbi，工作频段800-980,1800-2500MHZ，实测在800-2500MHZ都能工作，可给1090飞机雷达，1.2G 业余信号，2.4GWiFi和业余信号使用，

天线架设在1.5m高度（理论上越高越好），两天线相距10米，电缆使用两根10米1/2馈管，先将901V选好500-2500MHZ的频率范围，将电缆连接好仪器，另外两个头通过双通链接起来，然后启动901的手工校准程序，得到一条完美的水平线。





天线安装在户外，以降低环境的影响。




启动仪器测量传输特性，用两个marker测量各点的情况。

我们先测量出797MHZ的传输损耗35.48db和2499MHZ的44.88db


根据公式 Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
10米距离，797MHZ的LOS为 32.4+20lg（0.01）+20lg（797）=50.43db
现在实测传输损耗是35.48，和50.43db比较，得出两根天线带来的增益是14.9db，等于每根天线7.45dbi@797MHZ。
10米距离，2499MHZ的LOS为 32.4+20lg（0.01）+20lg（2499）=60.36db
现在实测传输损耗是44.88db，和60.36db比较，得出15.48的增益，等于每根天线的增益是7.74dbi@2499MHZ。
再看看其他频点


这个是测量1091MHZ和1082MHZ的传输损耗，分别是36.72和39.58db
1091MHZ 在10米距离的LOS=32.4+20lg（0.01）+20lg（1091）=53.16db
实测传输损耗36.72db，和53.16比较，得到两天线带来的增益是16.4db，等于每根天线的增益8.21dbi@1091MHZ。
1802MHZ在10米距离的LOS=32,4+20lg（0.01）+20（1802）=57.51db
实测传输损耗39.58db，和57.51比较，得到两天线带来的增益是17.94db，等于每根天线的增益是8.97dbi@1802MHZ.
我们得到了这种天线在800MHZ附近的增益约7.45dbi，1090MHZ为8.21dbi，1800MHZ为8.97dbi，2500MHZ为7.74dbi
通过测量更多的频点的数据，可以分析出这根对数周期天线在整个频率范围的增益特性。

最后，利用这根“标准天线来测量一下DEEPACE的R101C天线在800MHZ和2500MHZ的增益。


将一根标准天线拆下，在同一位置换上bg8npk出品的R101C，测量传输损耗。


800MHZ附近传输损耗36.87db，对比2楼测量结果的35.48,增加损耗了1.39，等于这根天线的增益比标准天线低1.39dbi，已知标准天线增益是7.45dbi@800MHZ，所以这根待测天线增益是7.45-1.39=6.06dbi。
2499MHZ传输损耗45.42db，对比2楼测量结果44.88，增加损耗0.54db，等于这根天线的增益比标准天线低0.54dbi，已知标准天线增益是7.74dbi@2499MHZ，所以这根待测天线增益是7.74-0.54=7.2dbi。
这个数据和bg8npk的技术说明差不多。
使用901V测量，如果span选窄一点，测量精度应该可以提高，估计我现在选了2000MHZ，精度可能受影响，不确定性会较高。现在测量的结果和厂家标称相差较大，估计可能有以上的原因。
本帖旨在介绍通过901V方便测量天线增益的方法，抛砖引玉，欢迎大家一起探讨。

板凳坐着好看教学过程

好教程。。。。。

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在不改变“SPAN”的情况下想提高测试精度，可以按“FNUC”键进入“系统设置”项中，选择设置“扫描点数”多一些就行，仪器最多可以被设置为3150点，是系统缺省450点的7倍。但是，当扫描点数设置多了之后，仪器每次测量的扫描时间也同样要加倍。因此个人认为，增加仪器的扫描点数只适合用于测量变化慢的项目，像测量天线增益之类。还有需要注意的就是在测量时若将测量数据记录入TF卡之后，当以后再次读出存储数据之后，仪器的扫描点数会跟随存入时的点数作相应的改变。

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理论上逐一小段一小段的扫描，精度应该好点吧？这个要请虎哥来官方回复。

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第6楼BA7KW于2017-04-06 20:52发表的:
理论上逐一小段一小段的扫描，精度应该好点吧？这个要请虎哥来官方回复。

一小段一小段扫描，你先要一小段一小段校准，有时候就会觉得麻烦。还不如一段过，把扫描点数设置得多一些，反正让仪器慢慢跑，人在一边慢慢等着看。

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第6楼BA7KW于2017-04-06 20:52发表的:
理论上逐一小段一小段的扫描，精度应该好点吧？这个要请虎哥来官方回复。

KW老大我也测试过，好像市区信号干扰还是挺强的，尤其是要避开800,900,1700,1800,1900,2500等频段。

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这个方法发明得好，解决了没有标准天线的问题。
为防范地面反射对测量的影响，可以稍微移动两天线之间的距离，看看传输损耗的变化趋势（单个频率）。如果变化不大，说明影响不大，结果比较可信。
增加扫描点数可以看到更多频率的细节，但这类测试对细节要求不高，并且，不论点数多少，每个点的测试准确度都是不变的，增加点数并不会增加已知频率的准确度，没有太大必要。有一种情况例外，就是测相位差的时候。如果距离远，点数太少可能发生相位混叠。

买买买，必须买，爱好者的射频万用表

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折腾无止境。

短波天线增益呢，以此类推？买块地，架塔，吊车伺候，旋转，测量。。。。。

好好学习，901V派上大用场了！

永远的FM:短波天线增益呢，以此类推？买块地，架塔，吊车伺候，旋转，测量。。。。。 (2017-04-07 08:46) 

理论上可以的，用直升机测天线也不是没有过的事，现在无人机就可以了。

这种方法，适合波长较短的VHF以上天线，只要离开地面足够的高，可以认为是在自由空间了，测试的结果基本不受地面的影响。

901V测量结果比较准确，使用方便，确实是射频神器。

bh4bwx:KW老大我也测试过，好像市区信号干扰还是挺强的，尤其是要避开800,900,1700,1800,1900,2500等频段。 (2017-04-06 23:29) 

901V的S21测量，输出电平较高，一般的基站信号影响不到测量。

我试验的场地，后面就是一个基站树，距离20米不到，我的接收天线市背对它的，在不接发射天线时，只有在2500附件有--70db左右的机内泄漏信号，没有显示出接收天线收到基站的信号。

题外话，看看我这个度身定做的901V专用包。

不接受预订哦。

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求定做KC901V包包，，，

用这个方法测试还有一个诀窍：
在测量对数周期天线在整个频率范围的增益特性后，先把测量曲线数据存储到TF卡里。换天线测量增益时，再把存储的数据读出。这样，仪器就能自动计算出光标上两次测量之间的差值（即增益）。同时，通过两次测量曲线的对比也可以很直观地显示标准天线与被测天线在不同频率上的增益趋势。

认真学习~