多探頭球面近場測量過程中需要各探頭所在通道性能保持一致,當(dāng)一個(gè)通道出現(xiàn)故障時(shí),將對天線方向圖測試產(chǎn)生較大的影響。為解決探頭陣中的個(gè)別探頭通路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)異常的問題,本文提出通過在近場使用線性插值的方法修復(fù)異常測量數(shù)據(jù),再做近場到遠(yuǎn)場的變換,以消除故障探頭通路對方向圖測試的影響。再通過將修復(fù)后得到的遠(yuǎn)場方向圖與仿真得到的理論方向圖進(jìn)行對比,驗(yàn)證了所提出的近場數(shù)據(jù)修復(fù)方法的有效性。 

【文章來源】：微波學(xué)報(bào). 2020,36(S1)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

喇叭天線模型

2020年第36卷增刊8月1日微波學(xué)報(bào)吻合良好，這也驗(yàn)證了本文所介紹的近場到遠(yuǎn)場的變換算法的正確性。圖2理論遠(yuǎn)場和變換遠(yuǎn)場方向圖對比圖3不同采樣間隔的變換遠(yuǎn)場與理論遠(yuǎn)場對比在多探頭球面近場實(shí)際測量過程中，由于場地尺寸限制，一般近場采樣間隔一般都是大于1°的[8]。假設(shè)在測試圖1所示天線時(shí)，近場采樣隔為2.5°。圖3對比了采用不同近場采樣間隔時(shí)得到的變換遠(yuǎn)場與理論遠(yuǎn)場方向圖數(shù)據(jù)�？梢园l(fā)現(xiàn)，以2.5°間隔采樣的變換遠(yuǎn)場也能與理論遠(yuǎn)場吻合較好，但與以1°間隔采樣相比吻合性稍差。3異常數(shù)據(jù)修復(fù)與驗(yàn)證多探頭球面近場測量系統(tǒng)的探頭數(shù)量多，且任一個(gè)探頭所在通路出現(xiàn)異常，都將導(dǎo)致一個(gè)圓周的測量數(shù)據(jù)異常。想要徹底解決個(gè)別探頭通路故障引發(fā)的數(shù)據(jù)異常問題，一般需重新更換探頭并進(jìn)行系統(tǒng)通道一致性的校準(zhǔn)。本文將采用數(shù)據(jù)插值方法對異常的近場數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。針對圖1所示模型，假設(shè)球面近場采樣間隔是2.5°，在測量球面=30的位置有一個(gè)探頭出現(xiàn)了故障。通過仿真得到該天線的E面和H面近場方向圖如圖4所示。可以看到有探頭故障的近場方向圖上出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的深坑，這是在該位置人為設(shè)置了一個(gè)較小的值，模擬因?yàn)樘筋^故障導(dǎo)致的近場數(shù)據(jù)異常。圖中的參考為仿真得到的理論近場方向圖。圖4理論近場和有探頭故障近場方向圖對比觀察圖4中的近場數(shù)據(jù)曲線，可以看出異常數(shù)據(jù)點(diǎn)的兩側(cè)數(shù)據(jù)都是連續(xù)的，因此可以采用線性差值的辦法修復(fù)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)。假設(shè)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)為(,)iixy，其左右相鄰點(diǎn)分別為11(,)iixy和11(,)iixy。由于是等間隔采樣，則異常點(diǎn)數(shù)據(jù)iy可通過11()2iiiyyy進(jìn)行修復(fù)。圖5修復(fù)?

。想要徹底解決個(gè)別探頭通路故障引發(fā)的數(shù)據(jù)異常問題，一般需重新更換探頭并進(jìn)行系統(tǒng)通道一致性的校準(zhǔn)。本文將采用數(shù)據(jù)插值方法對異常的近場數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。針對圖1所示模型，假設(shè)球面近場采樣間隔是2.5°，在測量球面=30的位置有一個(gè)探頭出現(xiàn)了故障。通過仿真得到該天線的E面和H面近場方向圖如圖4所示�？梢钥吹接刑筋^故障的近場方向圖上出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的深坑，這是在該位置人為設(shè)置了一個(gè)較小的值，模擬因?yàn)樘筋^故障導(dǎo)致的近場數(shù)據(jù)異常。圖中的參考為仿真得到的理論近場方向圖。圖4理論近場和有探頭故障近場方向圖對比觀察圖4中的近場數(shù)據(jù)曲線，可以看出異常數(shù)據(jù)點(diǎn)的兩側(cè)數(shù)據(jù)都是連續(xù)的，因此可以采用線性差值的辦法修復(fù)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)。假設(shè)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)為(,)iixy，其左右相鄰點(diǎn)分別為11(,)iixy和11(,)iixy。由于是等間隔采樣，則異常點(diǎn)數(shù)據(jù)iy可通過11()2iiiyyy進(jìn)行修復(fù)。圖5修復(fù)前后E面變換的遠(yuǎn)場方向圖與理論方向圖對比圖6修復(fù)前后H面變換的遠(yuǎn)場方向圖與理論方向圖對比利用線性插值的方法，將近場數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，再做近場到遠(yuǎn)場的變換，就得到了修復(fù)后的遠(yuǎn)場方向圖。圖5和圖6分別給出了喇叭天線的E面和H面的方向圖對比結(jié)果，包括理論遠(yuǎn)場方向圖和修復(fù)異常數(shù)據(jù)后通過變換得到遠(yuǎn)場方向圖。從圖中可以看到，如果不進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)，直接做近場到遠(yuǎn)場的變換，得到的遠(yuǎn)場方向圖與理論方向圖相比會(huì)有較大的偏差。進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)后，得到的遠(yuǎn)382

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]球模式展開理論近遠(yuǎn)場變換及快速算法[J]. 李南京,李元新,胡楚鋒.  電子與信息學(xué)報(bào). 2015(12)

碩士論文
[1]基于模式展開法的球面近遠(yuǎn)場變換理論研究[D]. 夏雷.西安電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3560528