基于球波模式展开的天线测量算法研究

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随着天线设计方法和分析方法的发展,人们对天线精确测量技术的需求也越来越强烈。在天线测量技术领域,最早发展的是天线外场测量技术,其核心是天线远场测量技术。天线远场测量技术最大的特点就是简单、直观,且使天线电特性可以实时获取。但是,天线外场测量技术受到诸多条件限制而不便于应用。为了克服远场测量技术的局限性,近场测量技术应运而生,并逐渐发展成为天线测量技术的主角。
  借助电特性已知的探针在被测天线近场区的某一采样面上获取场的幅相数据,将被测天线的电场在相应坐标系下展开成以波函数(波模式)为通项的无穷级数,从而确定天线的远场特性,此方法称为天线近场测量技术。特别地,采样面选择为球面的天线近场测量技术称为天线球面近场测量技术。天线球面近场测量技术虽已应用于微波暗室中的天线测量,但是关于固定探针阵列的天线球面近场测量算法的研究却几乎没有。本文以固定探针阵列的天线球面测量装置为研究对象,研究基于球波模式展开的球面近-远场变换的精确算法,具体工作如下:
  1.对球面近场测量传输方程的FFT算法提出一个改进的实现方案。通过计算机仿真,验证了该改进方案的正确性。
  2.提出了天线球面近场测量传输方程的基于函数逼近的求解方法。利用了内积空间的投影理论,该方法在理论上是一个稳定的(良态的)方法。通过计算机仿真,验证了该方法的正确性。
  3.提出了针对固定探针阵列欠采样数据的插值/拟合法,将球面测量装置可用频率提高到一定程度。通过计算机仿真,验证了该插值/拟合法的正确性。
  4.提出了转台可升降的天线球面近场测量模型。它与传统球面测量模型合成一个混合测量模型,使得在探针阵列不变而只改造被测天线转台的条件下可使测量装置可用频率提高到一定程度。通过计算机仿真,验证了该测量模型的正确性。
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