【经验】使用Keysight信号源N5172B和频谱仪E4440A简易测试天线增益差距的方法

时间： 2022-10-12 来源：世强

天线是射频通讯中进行互相通讯的关键组件，无线电设备中用来发射或接收电磁波的组件。天线需要把传输线上传播的射频信号，变换成在自由空间中传播的电磁波。可见天线对于通信系统的重要性，之前使用网络分析仪测试过433MHz天线的驻波和阻抗，通过驻波和阻抗来了解天线的反射系数，选择驻波更低的天线进行实际产品测试。长短两组天线的VSWR驻波都非常不错，大约1.2~1.3，但是实测的时候却表现完全不同的效果，短一点的天线测试传输距离很差。

驻波只是表征了天线的反射系数，不能表示增益的大小，一样的驻波下，增益越大，传输的距离就越远。一般定向天线的增益会大于全向天线，因为能量集中朝向一个方向发射。本次使用的都是全向天线，天线的增益怎么测试呢？线增益的定义为在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比，这需要有OTA天线暗室进行测试，成本比较高。怎么能使用手边常用的仪器对两组天线进行一个基本的评估呢？

一般搞射频通讯的都离不开频谱仪、信号源、网络分析仪三大仪器，如果手边有频谱仪和信号源，就可以使用频谱仪和信号源进行简答的摸底测试。本文使用世强硬创电商开放实验室的N5172B信号源和E4440A频谱仪进行测试，首先打开仪器，安装两只天线到频谱仪和信号源的接口上。设置信号源发射频率为通讯频率433MHz，设置发射功率为0dBm。设置频谱仪的接收频率为433MHz，扫描宽度50MHz。按下RF ON发射信号，通过信号源的天线发射信号出来，下方频谱仪的天线会感应到电磁波。因为射频信号经过空间耦合，一定会有传输的衰减，通过测试一组短的天线发现，0dBm的发射功率，频谱仪接收到的功率为-41.5dBm，衰减了41.5dB。通过-30dBm，-20dBm，-10dBm，﹢10dBm多组功率测量，大约的接收功率都是衰减了41dB左右，其中。接下来更换另一组长一点的天线，0dBm的发射功率，频谱仪接收到的功率为-16.59dBm，衰减了大约17dB。设置-30dBm，-20dBm，-10dBm，﹢10dBm多组功率测量，都是衰减了大约17dB。由此可见，长的一组天线增益更大，虽然没有OTA天线暗室标定天线的绝对增益，但是可以摸底了解到长的一组天线比短的一组增益大41dB-17dB=24dB。

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