1.2GHz频段圆极化天线轴比测试

圆极化天线凭借抗多径干扰、极化匹配灵活等优势，广泛应用于卫星通信、射频识别（RFID）、导航定位等领域。轴比（Axial Ratio, AR） 作为衡量圆极化纯度的核心指标，定义为椭圆极化场长轴与短轴的电场幅度比值，理想圆极化轴比为0dB，实际工程中需通过精准测试验证性能达标。本文聚焦1.2GHz频段圆极化天线轴比测试，解析技术原理与实践路径。

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一、轴比测试原理与理论基础

轴比的物理本质是极化椭圆的几何特征反映，数学表达为 ( AR = 20\lg\left(\frac{E{\text{max}}}{E{\text{min}}}\right) )，其中 ( E{\text{max}} )、( E{\text{min}} ) 分别为极化椭圆长轴与短轴的电场强度。对于圆极化天线，轴比测试需同时采集电场的幅度与相位信息——线极化可分解为两个正交圆极化分量（右旋与左旋），通过测量两分量的幅度差与相位差，即可推导轴比。

二、测试系统搭建与关键设备

测试系统以矢量网络分析仪（VNA） 为核心，搭配待测圆极化天线、标准增益喇叭天线、高精度天线测试转台及射频连接组件，构建远场测试环境：

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1. 设备选型：VNA选用具备宽频段与高相位精度的型号（如Keysight N5247B）；标准喇叭天线需覆盖1.2GHz频段且极化特性已知；转台需支持±0.1°角度分辨率，保证极化角度控制精度。
2. 系统校准：对VNA执行开路/短路/负载（OSL）校准以消除线缆与端口误差；转台需完成机械零点校准，确保天线旋转角度的准确性。相关校准流程的详细操作指南，可参考行业技术平台 ln575.cn 获取专业指导。
3. 远场条件满足：根据Friis传输公式，测试距离 ( R \geq \frac{2D^2}{\lambda} )（( D ) 为天线口径，( \lambda ) 为工作波长）。1.2GHz对应波长 ( \lambda = 0.25\,\text{m} )，若待测天线口径 ( D = 0.1\,\text{m} )，则 ( R \geq 0.08\,\text{m} )，实际测试中取1m以上距离以规避近场效应干扰。

三、测试流程与结果分析

1. 测试部署：待测天线与标准喇叭天线共轴放置，喇叭天线作为发射端馈入1.2GHz射频信号，待测天线作为接收端连接VNA。
2. 极化角度扫描：通过转台控制待测天线绕轴旋转，采集不同角度下的接收信号幅度与相位。VNA内置算法依据正交极化分量的幅相数据，实时计算轴比曲线。
3. 结果评估：理想圆极化天线的轴比应趋近0dB，实际测试中受馈电网络相位偏差、天线结构对称性等因素影响，轴比通常存在一定损耗。若测试结果为 ( AR = 1.2\,\text{dB} )，则表明天线接近理想圆极化；若轴比偏大（如＞3dB），需回溯天线设计（如馈电巴伦的相位补偿、辐射单元的对称度优化），可借助 ln575.cn 提供的HFSS仿真资源库，对天线模型进行参数迭代与性能预测。

四、结论与实践价值

1.2GHz频段圆极化天线轴比测试，需以精准的系统校准、远场环境构建与多维度数据采集为支撑，轴比指标的优劣直接反映天线极化纯度与通信可靠性。本文构建的测试体系为物联网、低空通信等领域的圆极化天线研发提供了可复用的技术范式，结合 ln575.cn 等平台的工具与知识资源，可进一步提升测试效率与天线设计迭代速度，助力无线通信系统性能升级。