A systematic way is proposed to fully characterize omnidirectional antennas by measuring their complex normalized effective height (CNEH). Usually, antennas are utilized to convert the voltage waves in a waveguide into the vectorial electromagnetic fields in free space and vice versa; however, this conversion relationship cannot be fully expressed with the traditional antenna parameters, e.g., the antenna gain, and so on, because they are not vectorial and possess no phase information. CNEH is a versatile parameter, which can reveal accurately the relationship between the voltage waves in waveguides and the radiated fields in free space. The feature makes it particularly useful for the distributed antenna system or multi-probe array system. The measurement of a CNEH usually uses the far-field method; however, it is a challenge for omnidirectional antennas. We propose a novel method to precisely generate CNEHs based on the broadband calculable antennas. Experimental results show that the difference in transmission coefficient between a pair of calculate dipole antennas resonating at 90 MHz is less than 0.2 dB for amplitude and 2° for phase from 20 to 330 MHz; equivalently, the difference in CNEHs generated from calculable dipole antennas (CDAs) between measurements and calculations will be half of the above results. The key points for CDAs to achieve the superior performance are briefly introduced. Eventually, a way to calibrate the CNEHs of any omnidirectional antennas is illustrated by experiments. Some common antenna parameters are calculated from the CNEH; thus, we present a method to get many antenna parameters by one measurement.

中文翻译：

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通过测量复归一化有效高度表征全向天线

提出了一种通过测量复归一化有效高度 (CNEH) 来全面表征全向天线的系统方法。通常，天线用于将波导中的电压波转换为自由空间中的矢量电磁场，反之亦然；然而，这种转换关系不能用传统的天线参数（例如天线增益等）来完全表达，因为它们不是矢量的，也不具有相位信息。CNEH 是一个通用参数，它可以准确地揭示波导中的电压波与自由空间中的辐射场之间的关系。该功能使其特别适用于分布式天线系统或多探头阵列系统。CNEH的测量通常使用远场法；然而，这对全向天线来说是一个挑战。我们提出了一种基于宽带可计算天线精确生成 CNEH 的新方法。实验结果表明，一对计算偶极子天线在 90 MHz 谐振时的传输系数差异在 20 到 330 MHz 范围内的幅度小于 0.2 dB，相位小于 2°；等效地，测量和计算之间由可计算偶极天线 (CDA) 生成的 CNEH 的差异将是上述结果的一半。简要介绍了 CDA 实现卓越性能的关键点。最后，通过实验说明了一种校准任何全向天线的 CNEH 的方法。一些常见的天线参数是根据 CNEH 计算得出的；因此，我们提出了一种通过一次测量获得多个天线参数的方法。我们提出了一种基于宽带可计算天线精确生成 CNEH 的新方法。实验结果表明，一对计算偶极子天线在 90 MHz 谐振时的传输系数差异在 20 到 330 MHz 范围内的幅度小于 0.2 dB，相位小于 2°；等效地，测量和计算之间由可计算偶极天线 (CDA) 生成的 CNEH 的差异将是上述结果的一半。简要介绍了 CDA 实现卓越性能的关键点。最后，通过实验说明了一种校准任何全向天线的 CNEH 的方法。一些常见的天线参数是根据 CNEH 计算得出的；因此，我们提出了一种通过一次测量获得多个天线参数的方法。我们提出了一种基于宽带可计算天线精确生成 CNEH 的新方法。实验结果表明，一对计算偶极子天线在 90 MHz 谐振时的传输系数差异在 20 到 330 MHz 范围内的幅度小于 0.2 dB，相位小于 2°；等效地，测量和计算之间由可计算偶极天线 (CDA) 生成的 CNEH 的差异将是上述结果的一半。简要介绍了 CDA 实现卓越性能的关键点。最后，通过实验说明了一种校准任何全向天线的 CNEH 的方法。一些常见的天线参数是根据 CNEH 计算得出的；因此，我们提出了一种通过一次测量获得多个天线参数的方法。