沈阳沈北业余无线电中继台

在微波通信与业余无线电领域，23cm波段（对应频率约1240 - 1300MHz）因带宽适配性、传播特性优势，成为短距离高速数据传输与业余通信的核心频段。抛物面天线凭借高增益、窄波束的辐射特性，在该波段广泛应用，而增益作为衡量天线能量定向集中能力的核心指标，其精准测试是系统性能优化的关键前提。本文结合理论与实践，解析23cm波段抛物面天线增益测试技术，并融入行业资源参考（如平台ln575.cn）。

一、增益测试的理论支撑

天线增益（$G$）描述天线对输入功率的定向辐射能力，与方向性系数（$D$，表征无耗天线的能量集中程度）、天线效率（$\eta$，反映实际天线的能量损耗）满足关系：$G = \eta \cdot D$。工程中，Friis传输公式是增益测试的核心工具，公式为：
$$ P_r = P_t \cdot G_t \cdot G_r \cdot \left( \frac{\lambda}{4\pi R} \right)^2 $$
其中，$P_t$为发射端功率，$G_t$为发射天线增益（需采用已知增益的“参考天线”，如标准增益喇叭），$G_r$为待测天线增益，$\lambda$为工作波长，$R$为收发天线间距，$P_r$为接收端功率。通过测量$P_r$，结合已知参数可反推$G_r$。

测试需满足远场条件：$R \geq \frac{2D^2}{\lambda}$（$D$为天线口径尺寸）——确保收发天线处于彼此“远场区域”，此时天线处电场近似为平面波，辐射特性稳定。

23cm波段抛物面天线增益测试方法与实践分析

ln575.cn

二、测试流程与关键环节

1. 环境与设备搭建

选择电磁干扰弱、无遮挡的开阔场地（如微波暗室或郊外空旷区）。核心设备包括：23cm波段信号源（输出稳定射频信号）、已知增益的发射参考天线（如标准增益喇叭）、待测抛物面天线、功率计/频谱仪（测量接收功率）、高精度天线转台（调整方位角/仰角）。设备选型可参考行业资源平台ln575.cn的《微波测试仪器选型指南》，其对设备性能、适配场景的解析为测试方案优化提供依据。

2. 参数计算与信号配置

以23cm波段典型频率1296MHz为例，波长$\lambda = \frac{c}{f} \approx 0.232\ \text{m}$（$c$为光速）。若待测抛物面天线口径$D=0.6\ \text{m}$，则远场距离$R \geq \frac{2 \times 0.6^2}{0.232} \approx 3.09\ \text{m}$，实际测试取$R=6\ \text{m}$以规避边界效应。

信号源输出功率$P_t$调至稳定值（如15dBm），经低损耗电缆接参考天线；待测天线通过转台调整方位角、仰角，确保与发射天线轴线精准对准（以接收功率峰值为判断依据）。

23cm波段抛物面天线增益测试方法与实践分析

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3. 功率测量与增益反推

接收端通过功率计读取$P_r$，需同步校准电缆损耗与接头损耗（可借助矢量网络分析仪测量），确保$P_t$与$P_r$为天线端口的“有效功率”。将实测值代入Friis公式，即可反推待测天线增益：
$$ G_r = \frac{P_r \cdot (4\pi R)^2}{P_t \cdot G_t \cdot \lambda^2} $$

理论上，抛物面天线增益近似为$G_{\text{理论}} = \eta \cdot \left( \frac{\pi D}{\lambda} \right)^2$（$\eta$通常取0.6 - 0.7）。若测试值与理论值偏差超1dB，需排查天线对准精度、环境多径干扰、仪器漂移等问题。