【摘要】：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,天線作為無線通訊設(shè)備中必不可少的組成部分,其品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響著整個系統(tǒng)性能的好壞。而天線測量作為檢驗天線品質(zhì)的最直接方法也越來越受到人們的重視。近場測量技術(shù)便是測試天線的重要手段之一。本文首先對基于等效磁流法的天線平面近場測量方法展開理論和數(shù)值仿真研究,為天線平面近場測量提供理論和實驗依據(jù);其次,基于該理論研發(fā)了一套平面近場測量軟件系統(tǒng),為搭建完善的平面近場測量系統(tǒng)提供理論技術(shù)和工程應(yīng)用儲備。本文的主要工作如下:(1)研究了等效磁流法天線平面近-遠(yuǎn)場變換原理和算法。根據(jù)等效原理和鏡像原理計算出天線口徑面的等效磁流,引入了矩量法,將積分形式格林公式轉(zhuǎn)換成矩陣方程。通過合理選擇掃描采樣坐標(biāo),可將矩陣方程構(gòu)造成循環(huán)托普利茲(Toeplitz)分塊矩陣,利用CGFFT算法求解,得到天線口徑面等效磁流,進(jìn)而精確計算出天線遠(yuǎn)場方向圖。(2)利用Matlab軟件結(jié)合Hobbies軟件數(shù)值仿真研究了偏饋拋物面反射天線的近遠(yuǎn)場變換,得到的遠(yuǎn)場方向圖結(jié)果表明:該方法在120°范圍內(nèi)可以準(zhǔn)確反演出天線遠(yuǎn)場輻射特性。(3)研發(fā)了一套天線平面近場測量軟件系統(tǒng)。軟件實現(xiàn)了包括用戶輸入接口、與近場掃描架下位機通信功能、近場數(shù)據(jù)采集、圖像和結(jié)果參數(shù)顯示界面和處理功能、掃描運動坐標(biāo)采集與跟蹤、近遠(yuǎn)場變換算法處理、測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫管理、打印等功能。軟件控制掃描架探頭對天線近場進(jìn)行掃描,并接收網(wǎng)絡(luò)分析儀測量的近場電場場強,調(diào)用Matlab的近遠(yuǎn)場算法動態(tài)鏈接庫反演天線遠(yuǎn)場方向圖,結(jié)果在圖形界面顯示,還可實現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、歸一化、數(shù)據(jù)平滑等后處理功能。(4)為了保存采集的數(shù)據(jù)或者處理過后的數(shù)據(jù),本文軟件開發(fā)中使用數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行保存數(shù)據(jù),這樣可以提高數(shù)據(jù)存儲的存儲效率。數(shù)據(jù)庫中的表主要包括:幅/相值表、參數(shù)顯示表、遠(yuǎn)場電場值表等。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN820
【圖文】：

在天線的遠(yuǎn)場區(qū)域中，輻射場隨著與場源距離的增加而減小，并且吸收的輻射場不逡逑會反饋到發(fā)射端，但是在近場區(qū)域中，吸收的輻射場會對接收端的負(fù)載產(chǎn)生影響，近場逡逑電磁相互作用類似于下圖２．邋２的電磁感應(yīng)。逡逑９逡逑

在天線的遠(yuǎn)場區(qū)域中，電磁場中的每一部分與其他部分都有密切相關(guān)的聯(lián)系，度與磁場強度的比值稱作波阻抗，然而在近場區(qū)，電場和磁場之間彼此是互相線近場測量方法研宄逡逑空間中場的分布情況一般選用近場掃描系統(tǒng)測量裝置，通常情況下選用一個探頭來獲取待測天線的近場中的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)近場的數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴(yán)格的計算可場空間中的場的幅相分布。逡逑接收機來檢查探頭的信號，其中一個比較重要的參考參數(shù)就是電壓，它隨著的變化而變化，其中諧振頻率可以用來表示天線輻射的一個臨界值，電壓的射在平面、柱面以及球面上，每個表面都可以看作空間中采集的有限數(shù)據(jù)樣本掃描系統(tǒng)的主要部分是分布在待測天線附近的電磁干擾源，相應(yīng)情況下將掃

Ｊｓ＾ｎ＾Ｈ邐（２．２）逡逑上述的基本原理可以應(yīng)用到天線平面近場測量中，假設(shè)將圖２．３所示的曲面Ｓ拉直，逡逑變?yōu)闊o窮大平面，將空間一分為二（左半空間和右半空空間），則根據(jù)等效原理，Ｓ左逡逑半空間即等效于圖２．３曲面包圍圈內(nèi)，Ｓ右半空間即為天線遠(yuǎn)場，如圖２．４所示。則天逡逑線遠(yuǎn)場處任一點Ｐ的電磁場分布均等于Ｓ面上切向電磁場在Ｐ點的輻射場總和。如果將逡逑Ｓ置于天線口徑面上，其中天線口徑面區(qū)域為Ｓ０，且假設(shè)ＳＯ處放置一理想電導(dǎo)體，則逡逑Ｓ平面上除ＳＯ外的區(qū)域面上電磁場可設(shè)為０［４３］，邋ＳＯ面上：Ｔ邋＝邋0，只存在磁流及。Ｓ左逡逑半空間屬于包圍圈內(nèi)部分，根據(jù)等效原理，其電磁場分布未知，可假設(shè)為０，對遠(yuǎn)場分逡逑布研宄不影響。故而本方法只能得到天線前向遠(yuǎn)場方向圖分布。逡逑＼，，一—＇ｒ逡逑／，邐卜邋Ｓ。逡逑／邋待測天線邋＾逡逑／邐ｊ邐｜｜７邋＝邋0邐７逡逑丨 邐ｎ—逡逑＼邋＼邋Ｍ邋＝邋２Ｅ邋ｘ邋ｎ逡逑＼邐＾邐＝邐０邐＼邐Ｉ邋Ｅ邋＝邐Ｅ邋｛邋Ｍ）逡逑Ｉ邋Ｈ邋＝邐Ｈ邋｛邋Ｍ）逡逑＼邐＼逡逑＇邋－邐ｋ理想電導(dǎo)體逡逑圖２．４等效磁流法示意圖逡逑根據(jù)鏡像原理

【參考文獻(xiàn)】

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1 杜柏;李建新;丁解;;基于FFT和共軛梯度法的近場診斷方法[J];現(xiàn)代雷達(dá);2014年11期

2 崔雷;楊紅璽;;一種天線近場間接測試方法[J];空間電子技術(shù);2014年02期

3 苗鳳華;周巧姝;;SQL Server 2008數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的優(yōu)勢研究[J];長春師范大學(xué)學(xué)報;2014年06期

4 申曉杰;翁惠輝;;基于C#的串口通信上位機的設(shè)計與應(yīng)用[J];電子世界;2014年03期

5 吳晶晶;高長水;;天線遠(yuǎn)場測試系統(tǒng)設(shè)計[J];機械設(shè)計與制造工程;2013年01期

6 秦凡;韋高;;基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的相對介電常數(shù)掃頻測量[J];宇航計測技術(shù);2011年02期

7 吳煥瑞;車紫輝;;c#.net調(diào)用matlab進(jìn)行混合編程[J];電腦學(xué)習(xí);2010年04期

8 張建臣;;基于C#的多串口通信策略的研究與實現(xiàn)[J];聊城大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

9 劉斌;湯曉兵;劉震;李盛恩;;基于數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)的查詢應(yīng)用[J];信息技術(shù)與信息化;2008年05期

10 陳錫斌;蘆永超;張霖;陳金虎;李國華;;多探頭球面近場測量系統(tǒng)及其創(chuàng)新改造工作[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報;2007年06期

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1 黃艷;天線近場測試儀系統(tǒng)總控軟件（2.0版本）及DBF監(jiān)測控制軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[D];煙臺大學(xué);2017年

2 韓香子;天線近遠(yuǎn)場變換算法及相關(guān)技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 王鎮(zhèn)雷;中低頻的電場積分方程矩量法研究[D];東南大學(xué);2016年

4 盧佩佩;輻射體的近場-遠(yuǎn)場變換研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 劉龍;天線遠(yuǎn)場測量系統(tǒng)的設(shè)計與分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 王慷;電磁場近場測試技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2014年

7 劉偉龍;近場散射測量方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

8 李晶晶;天線遠(yuǎn)場自動測量系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2012年

9 陳軍;近遠(yuǎn)場天線測量系統(tǒng)與定標(biāo)體RCS的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

10 趙飛;一種寬頻帶雙極化移動通信天線的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號：2802071