天线暗室3D测试

gook2009

如下面的图：

1、E为什么要用两个面表示？是可能形成的电场是两个面的吗？那H面应该不也是两个面吗？
2、1800频段的H面不是标准的圆，而900的很接近，为什么？是天线调试时按900为标准调试的吗？即使这样1800的也应该是标准圆吧。
3、PIFA天线的辐射效率一般是多少？看天线的规格书一般是大于百分之三十，vswr是小于三。如果900频段的馈点功率是32，vswr是3，辐射效率是百分之50，那天线辐射出去的功率最大应该只有不到28了，但实际中品牌客户的一般都可以做到29左右，那这样算下来辐射效率肯定大于百分之五十了，PIFA天线有这么高的效率吗？
4、在3D测试中会有TRP和TIS等值的数据，这些值是哪儿的值，是天线表面的值，还是说距天线五米或十米的值。天线传播过程中会发生衰减，距离不一样测到的肯定也不一样？
5、天线的方向性，如果沿某个方向天线的方向性是5db，如果沿该方向发射的功率是10dbm，不计效率的话，那在该方向上的辐射功率是15dbm；但接收时比如天线端接收到的功率是-80dbm，那传输到馈点处的功率是多少，天线的这个方向性会不会使用它减少5db，成为-85dbm。

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gook2009

以下是引用ps3ps2psp在2011-3-8 12:00:02的发言：
恩，刚问了下，从vswr上应该推导不出效率的。
天线效率一般就是-2到-3db吧。

这个是我没说清楚，这个是两处的，VSWR是馈点处由于不匹配导致的，辐射效率是天线由于自身的消耗及储存等导致的。一个是天线馈脚处从馈点吸收时的损耗，另一个是天线在向外辐射时导致的损耗没有全部辐射出去。

gook2009

以下是引用tow1188在2011-3-8 9:30:24的发言：

1. 你拿一个非标准的球形,来水平和垂直切一下,就会明白了, E面有2个,H面也有两个. 不过H面交叉切法得出的平面图是一样的.E面交叉切面不一样.

2. 1800M 比900M的方向性更强些. 900M是圆,1800未必.

3.天线辐射效率=(馈点输入功率-反射功率-天线本身的热损耗)/馈点输入功率
看看就知道.理论上VSWR为3,效率应该不到75%. 馈入点功率32dbm,反射损耗1.25db,只要天线本身的损耗比较小, 辐射功率达到29dbm是正常的. 在某个方向上的功率大于31dbm也是有可能的. 是天线的方向性决定的.

4.TIS/TRP 是在天线的辐射远场区域场形的球面积分所得.

5.天线在某个方向的方向性是5db,相当于在这个方向上有5db的增益. 后面的问题你自己想去吧.

1、弱弱问下为什么垂直切的就是E面，水平切的就是H面？垂直面是H面，水平面是E面不是也满足电场、磁场和传播方向相互垂直的关系吗？E面有两个面代表什么意思，是可能在这两个面上有电场还是说在这两个面上同时存在电场？对一确定传播方向的电磁波某时应该只有一个电场方向吧？

看到有资料介绍偶极子天线的那个苹果图时，说假设电磁波沿Y轴传播，E1面是YZ面，E2面是XZ面，H面是YZ面。为什么不能是YX面是E面，YZ、XZ面是H1、H2面？这样电场、磁场、传播方向也是相互垂直的；就假设传播方向是Y轴方向，YZ面是电场方向，那根据安培定则，电场产生的磁场方向也是Y轴的方向，这不是与磁场与传播方向矛盾了吗？ E1面和E2面是同时存在的还是说是可能在两个方向有但某时只会在其中的一个方向上？

2、这个方向性体现在电场、磁场还是同时电磁场上？  我想说的是为什么900和1800的E面都是很不标准的圆，有很强的方向性吧，但900的H面就是很标准的圆而1800的就是很不标准的圆？测试了好多天线基本都是这种情况，难道说这些互不相干的天线都是1800有很强的方向性，而900没有？

3、这个VSWR是天线馈入点的，辐射效率是天线向外辐射电磁波的。记得问过天线调试的说辐射效率也就百分之四五十左右。那就是说从PCB板馈点过来的32dbm的能量，在馈点处由于VSWR=3的存在，会有1.25db的损耗，那到了天线上的就是30.85dbm的能量了，但天线向外辐射的效率是百分之五十左右，也就是说辐射出去一半，损耗了一半，最后天线辐射出去的电磁波又减少了一半3db，那辐辐射出去的电磁波的能量不剩下了27.85dbm也就28左右的能量了吗？TRP是测试的是整个辐射出去接收球面接收到的能量，所以与方向没有关系了。但是为什么我们TRP的结果还能测出来29dbm或30、31dbm呢？

4、 同样在远场区距天线1KM和2KM处测的的值应该是不一样的吧，因为电磁波在传播过程中会损耗呀？我们常说的这个TRP和TIS是远场区中距天线多远的值？

5、这个还是没有回答我的问题。比如发射时信号从天线A点传到空间B点，由于5db的方向性，A点10dbm的信号到了B点就是15dbm了；那接收时是从B点到A点，由于路径正好相反了，这个5db的方向性是增益还是成了衰减，B点10dbm的信号到了A点成了5dbm还是15dbm？

serene

好贴，顶下，高手发言

tow1188

是的.. 是推不出来的.. 决定于天线本身的损耗,损耗又跟天线的环境有关.每个机型的环境不一致. 只是说这个东西可以用来理论推算有点用...

ps3ps2psp

恩，刚问了下，从vswr上应该推导不出效率的。
天线效率一般就是-2到-3db吧。

tow1188

对...VSWR=3,反射的功率是25%,进入天线的功率是75%...  反射系数是0.5.

ps3ps2psp

不知道是我算错了还是其他，vswr=3我自己算是75%的能量啊？

tow1188

1. 你拿一个非标准的球形,来水平和垂直切一下,就会明白了, E面有2个,H面也有两个. 不过H面交叉切法得出的平面图是一样的.E面交叉切面不一样.

2. 1800M 比900M的方向性更强些. 900M是圆,1800未必.

3.天线辐射效率=(馈点输入功率-反射功率-天线本身的热损耗)/馈点输入功率
看看就知道.理论上VSWR为3,效率应该不到75%. 馈入点功率32dbm,反射损耗1.25db,只要天线本身的损耗比较小, 辐射功率达到29dbm是正常的. 在某个方向上的功率大于31dbm也是有可能的. 是天线的方向性决定的.

4.TIS/TRP 是在天线的辐射远场区域场形的球面积分所得.

5.天线在某个方向的方向性是5db,相当于在这个方向上有5db的增益. 后面的问题你自己想去吧.

[此贴子已经被作者于2011-3-8 11:31:19编辑过]

[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

gook2009

1、弱弱问下为什么垂直切的就是E面，水平切的就是H面？垂直面是H面，水平面是E面不是也满足电场、磁场和传播方向相互垂直的关系吗？E面有两个面代表什么意思，是可能在这两个面上有电场还是说在这两个面上同时存在电场？对一确定传播方向的电磁波某时应该只有一个电场方向吧？

看到有资料介绍偶极子天线的那个苹果图时，说假设电磁波沿Y轴传播，E1面是YZ面，E2面是XZ面，H面是YZ面。为什么不能是YX面是E面，YZ、XZ面是H1、H2面？这样电场、磁场、传播方向也是相互垂直的；就假设传播方向是Y轴方向，YZ面是电场方向，那根据安培定则，电场产生的磁场方向也是Y轴的方向，这不是与磁场与传播方向矛盾了吗？ E1面和E2面是同时存在的还是说是可能在两个方向有但某时只会在其中的一个方向上？

2、这个方向性体现在电场、磁场还是同时电磁场上？  我想说的是为什么900和1800的E面都是很不标准的圆，有很强的方向性吧，但900的H面就是很标准的圆而1800的就是很不标准的圆？测试了好多天线基本都是这种情况，难道说这些互不相干的天线都是1800有很强的方向性，而900没有？

3、这个VSWR是天线馈入点的，辐射效率是天线向外辐射电磁波的。记得问过天线调试的说辐射效率也就百分之四五十左右。那就是说从PCB板馈点过来的32dbm的能量，在馈点处由于VSWR=3的存在，会有1.25db的损耗，那到了天线上的就是30.85dbm的能量了，但天线向外辐射的效率是百分之五十左右，也就是说辐射出去一半，损耗了一半，最后天线辐射出去的电磁波又减少了一半3db，那辐辐射出去的电磁波的能量不剩下了27.85dbm也就28左右的能量了吗？TRP是测试的是整个辐射出去接收球面接收到的能量，所以与方向没有关系了。但是为什么我们TRP的结果还能测出来29dbm或30、31dbm呢？

4、 同样在远场区距天线1KM和2KM处测的的值应该是不一样的吧，因为电磁波在传播过程中会损耗呀？我们常说的这个TRP和TIS是远场区中距天线多远的值？

5、这个还是没有回答我的问题。比如发射时信号从天线A点传到空间B点，由于5db的方向性，A点10dbm的信号到了B点就是15dbm了；那接收时是从B点到A点，由于路径正好相反了，这个5db的方向性是增益还是成了衰减，B点10dbm的信号到了A点成了5dbm还是15dbm？

l_king

学习了，[em01]

lovrf

以下是引用gook2009在2011-4-7 0:08:38的发言：



1、E面有两个面是什么意思，如在第8楼我详细问那的那样？
2、这个也一直没弄清楚……
3、算下来的值与实际测出的值不致，有很大的差别，还是不清楚哪儿理解错了？
4、距离远了，是辐射球面而积变大导致能量分散了，但我们测试的TRP反映的是整个球面的能量呀，由于空间传播的损耗那距天线不同的距离测试的值应该还是不一样的（虽然都在远场的范围内），也就是测试出的TRP应该是不一样的，所以我们常说的TRP是指距天线多远的距离的值？
5、最近看了相关的一些资料，也有互易性这个，这个明白了，thanks。

1.楼主知道怎样3刀将一个西瓜切成8块吗？横着的一刀(沿着赤道)切出了H面，竖着的两刀(沿着经线)切出来的是两个E面
3.效率的定义是TRP/输入功率。如果效率是50%，VSWR=3,则效率-3dB已经包括了Return loss造成的-1.25dB。如32dBm的输入功率，经过50%效率的天线，TRP就是29dBm，而不是27.85dBm.如果输入32dBm，TRP=30dBm,则效率为63%.如果输入功率32dBm,TRP测到31dBm,不用看，基本是测试有问题，可能补偿加大了(有的天线厂会搞这事)，从来没有看到过效率79%的手机天线。
4.楼主再去了解下天线的测试过程。手机是放在暗室的静区的，也就是测试天线与手机之间反射路径可以忽略，只考虑直接的路径。几米的距离空气的损耗是可以忽略的，补偿主要针对:1.测试天线在朝着手机方向的增益。2.球面功率的扩散。第1点跟测试距离不相关。第2点是与测试距离直接相关的。天线暗室的补偿是通过已知增益的标准天线校准的，测试距离大补偿也会大。所以理论上测试结果是与测试距离无关的。
再来解释下楼主疑问:
TRP是表征整个球面的功率，但是直接测试到的数据不是TRP,而是EIRP，TRP是EIRP的加权平均值.一般会在整个球面没隔30度或者15度取一个点，每个点测试到一个ERIP值。每个点测试到的实际功率与测试距离是直接相关的(距离越远实际功率值越小)，加上正确的补偿值(距离越远补偿值越大)，才会得到正确的EIRP值(理论上与测试距离无关)。

gook2009

以下是引用president在2011-4-6 17:13:39的发言：
刨根问底的精神值得支持，同时学习中！[em01]

[em14][em14][em14][em14][em14][em14]

gook2009

以下是引用lovrf在2011-4-6 16:30:12的发言：
楼主很好学。试着回答一下:
1.dipole的电场方向是沿着苹果的经线方向的，磁场是沿着纬线方向的(传输方向是半径方向向外)，所以沿着纬线方向切的一刀切出了H面，沿着经线方向的两刀是E面(最早手机天线只做2D测试，所以只有H/E1/E2的数据)。monopole和piFa都是diploe的衍生。
2.850/900的方向图一般就是个苹果，H面比较圆，E面是接近8字形的，这个与标准的dipole是一致的。高频为什么不规则我不清楚，需要电磁场理论高手解释。
3.VSWR=3->Return loss=6dB,即有25%的功率反射回来了，至于有多少辐射出去了，就不知道了。所以VSWR小是天线效率高的必要不充分条件。
4.距离远了，不仅仅是空间损耗导致能量损耗，还有辐射球面面积变大导致能量分散了。所以测试时，不同的测试距离，补偿是不一样的，理论上测试结果是一样的。
5.这个问题本身问得有问题，不过知道你的意思。由天线的互易特性可得应该是15dBm

1、E面有两个面是什么意思，如在第8楼我详细问那的那样？
2、这个也一直没弄清楚……
3、算下来的值与实际测出的值不致，有很大的差别，还是不清楚哪儿理解错了？
4、距离远了，是辐射球面而积变大导致能量分散了，但我们测试的TRP反映的是整个球面的能量呀，由于空间传播的损耗那距天线不同的距离测试的值应该还是不一样的（虽然都在远场的范围内），也就是测试出的TRP应该是不一样的，所以我们常说的TRP是指距天线多远的距离的值？
5、最近看了相关的一些资料，也有互易性这个，这个明白了，thanks。

president

刨根问底的精神值得支持，同时学习中！[em01]

lovrf

楼主很好学。试着回答一下:
1.dipole的电场方向是沿着苹果的经线方向的，磁场是沿着纬线方向的(传输方向是半径方向向外)，所以沿着纬线方向切的一刀切出了H面，沿着经线方向的两刀是E面(最早手机天线只做2D测试，所以只有H/E1/E2的数据)。monopole和piFa都是diploe的衍生。
2.850/900的方向图一般就是个苹果，H面比较圆，E面是接近8字形的，这个与标准的dipole是一致的。高频为什么不规则我不清楚，需要电磁场理论高手解释。
3.VSWR=3->Return loss=6dB,即有25%的功率反射回来了，至于有多少辐射出去了，就不知道了。所以VSWR小是天线效率高的必要不充分条件。
4.距离远了，不仅仅是空间损耗导致能量损耗，还有辐射球面面积变大导致能量分散了。所以测试时，不同的测试距离，补偿是不一样的，理论上测试结果是一样的。
5.这个问题本身问得有问题，不过知道你的意思。由天线的互易特性可得应该是15dBm

johntau

好贴，长见识！[em14]

gook2009

以下是引用mytoracle在2011-4-8 18:19:40的发言：
？


对天线不是很懂,但对于你第三点是不是可以如下解释,
首先VSWR=3肯定是对应一个频带宽度内要求是:VSWR<3,但在这频带内的某些频点上,匹配会更好些,也就是说反射的能量要低25%,
具体反射多少能量要看你在该频点上的VSWR的值了,假定914.8MHz处的VSRW为1.5,此时可算的回波损耗-0.017dB；同样对于效率给出的来也频带内的，30%应该是最低要求吧，一般天线的辐射效率随频率增加而上升，如果在914.8MHz的辐射效率能达到80%（-0.97dB）.那么在该点测出的TRP为31.73dBm也就为奇怪了
（总之测试频带内不同频率点上VSWR，辐射率应该是不一样的）

今天又仔细看了下一些天线供应商给的规格书，是这样标注的。我也想了下，跟你的差不多，原理应该是这样的，呵呵，不懂天线都能想通，e 一开始都没想通[em10][em03]。

gook2009

以下是引用lovrf在2011-4-8 11:45:25的发言：
]
1.这里H面两个E面只是测试天线时人为定义的面。比较早的时候手机天线测试只做2D的测试，于是画出3个面做2D测试。现在做3D测试已经很少有这个说法了。实际标准偶极子发射TEM波，电场方向是向着经线方向的，磁场方向是沿着纬线方向的。
3.没有听说过去除回波损耗因素外再算效率的说法，应该不会有这样的定义，因为无法直接测试这一项，也没有实际意义。我的认知是不管效率还是辐射效率，都是一样的，包含回波损耗在内的效率，这个定义才是有实际意义的。
4.理想自由空间100m与1000m半径的TRP是一样的。如果你看到有资料写自由空间损耗与距离d有关系的(20lgd)，这应该是关于功率密度的损耗，即100m与1000m处的功率密度相差20lg1-20lg0.1=20dB，实际上就是1000m的球面面积大了100倍的原因。

1、 看到有些资料也这样说，不过为什么2D测试时要画三个面来测试，画两个面一个电场面一个磁场面做二D测试不就行了吗？
   
    另一个我可以这样理解不：对一个确定方向的电磁波，其电场方向和磁场方向是确定的，是单一的某个方向或者说是某个面，那么我们测试时所画出的两个E面是这个电磁波的电场方向（面）在XZ和YZ面的投影。而这个H面就是这个电磁波实际的磁场面。

3、看相关的一些理论资料时，有讲到效率会分辐射效率和天线效率，这两个是不一样的。看天线厂给的天线的规格书中提的也是辐射效率。不过现在的天线厂特别是做手机天线的都……，估计他们指的也是天线整个的效率。

4、嗯，是看到一个衰减公式，与频率与距离有关，具体记不清了，他这个应该是指对同一确定天线来说，在不同距离接收时接收到的信号强度的差值，也就是你说的功率密度的减小。 嗯如果相等的话，这个问题就清楚了，不过觉得还是有点别扭，我再想想吧。[em04]

mytoracle

以下是引用gook2009在2011-3-8 22:52:21的发言：



1、弱弱问下为什么垂直切的就是E面，水平切的就是H面？垂直面是H面，水平面是E面不是也满足电场、磁场和传播方向相互垂直的关系吗？E面有两个面代表什么意思，是可能在这两个面上有电场还是说在这两个面上同时存在电场？对一确定传播方向的电磁波某时应该只有一个电场方向吧？

看到有资料介绍偶极子天线的那个苹果图时，说假设电磁波沿Y轴传播，E1面是YZ面，E2面是XZ面，H面是YZ面。为什么不能是YX面是E面，YZ、XZ面是H1、H2面？这样电场、磁场、传播方向也是相互垂直的；就假设传播方向是Y轴方向，YZ面是电场方向，那根据安培定则，电场产生的磁场方向也是Y轴的方向，这不是与磁场与传播方向矛盾了吗？ E1面和E2面是同时存在的还是说是可能在两个方向有但某时只会在其中的一个方向上？

2、这个方向性体现在电场、磁场还是同时电磁场上？                我想说的是为什么900和1800的E面都是很不标准的圆，有很强的方向性吧，但900的H面就是很标准的圆而1800的就是很不标准的圆？测试了好多天线基本都是这种情况，难道说这些互不相干的天线都是1800有很强的方向性，而900没有？

3、这个VSWR是天线馈入点的，辐射效率是天线向外辐射电磁波的。记得问过天线调试的说辐射效率也就百分之四五十左右。那就是说从PCB板馈点过来的32dbm的能量，在馈点处由于VSWR=3的存在，会有1.25db的损耗，那到了天线上的就是30.85dbm的能量了，但天线向外辐射的效率是百分之五十左右，也就是说辐射出去一半，损耗了一半，最后天线辐射出去的电磁波又减少了一半3db，那辐辐射出去的电磁波的能量不剩下了27.85dbm也就28左右的能量了吗？TRP是测试的是整个辐射出去接收球面接收到的能量，所以与方向没有关系了。但是为什么我们TRP的结果还能测出来29dbm或30、31dbm呢？

4、 同样在远场区距天线1KM和2KM处测的的值应该是不一样的吧，因为电磁波在传播过程中会损耗呀？我们常说的这个TRP和TIS是远场区中距天线多远的值？

5、这个还是没有回答我的问题。比如发射时信号从天线A点传到空间B点，由于5db的方向性，A点10dbm的信号到了B点就是15dbm了；那接收时是从B点到A点，由于路径正好相反了，这个5db的方向性是增益还是成了衰减，B点10dbm的信号到了A点成了5dbm还是15dbm？

对天线不是很懂,但对于你第三点是不是可以如下解释,
首先VSWR=3肯定是对应一个频带宽度内要求是:VSWR<3,但在这频带内的某些频点上,匹配会更好些,也就是说反射的能量要低25%,
具体反射多少能量要看你在该频点上的VSWR的值了,假定914.8MHz处的VSRW为1.5,此时可算的回波损耗-0.017dB；同样对于效率给出的来也频带内的，30%应该是最低要求吧，一般天线的辐射效率随频率增加而上升，如果在914.8MHz的辐射效率能达到80%（-0.97dB）.那么在该点测出的TRP为31.73dBm也就为奇怪了
（总之测试频带内不同频率点上VSWR，辐射率应该是不一样的）