本文關(guān)鍵詞：球面近場(chǎng)測(cè)量與球面近遠(yuǎn)場(chǎng)變換算法分析

  更多相關(guān)文章： 球面近遠(yuǎn)場(chǎng)變換 球面近場(chǎng)測(cè)試 球面波模式展開(kāi)理論

【摘要】：天線測(cè)量是天線輔助設(shè)計(jì)與測(cè)試結(jié)果的重要工具。作為其中的一種方式,球面近場(chǎng)測(cè)量因?yàn)槠鋵?duì)待測(cè)天線的形式?jīng)]有特定的要求,所以是近場(chǎng)測(cè)試中最為合理有效的一種測(cè)量方法。球面近場(chǎng)測(cè)量是把天線的二維近場(chǎng)數(shù)據(jù)利用成熟的理論公式進(jìn)行推導(dǎo)運(yùn)算,最終獲得天線的遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。本文依據(jù)球面波模式展開(kāi)原理,對(duì)待測(cè)天線進(jìn)行由近至遠(yuǎn)的變換。由于球面波模式展開(kāi)公式適用于近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng),所以對(duì)同一個(gè)天線來(lái)說(shuō),近場(chǎng)到遠(yuǎn)場(chǎng)的變換中其公式本身的模系數(shù)不變。對(duì)待測(cè)天線在近場(chǎng)區(qū)進(jìn)行球面數(shù)據(jù)采樣,根據(jù)球面波模式展開(kāi)公式反推出其球面波各個(gè)模系數(shù)。若測(cè)試探頭采用理想探頭,則不需要進(jìn)行探頭補(bǔ)償,把推導(dǎo)出的各個(gè)模式系數(shù)直接代入到遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的球面波模式展開(kāi)公式中,從而直接算出該天線在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的球面波展開(kāi)模式展開(kāi)公式;當(dāng)采用非理想探頭時(shí),則需要引入探頭補(bǔ)償?shù)母拍�。為了測(cè)量精度且保證準(zhǔn)確性,在實(shí)際測(cè)量中一般選用有較強(qiáng)方向性的測(cè)量探頭來(lái)減少不必要的反射所帶來(lái)的誤差。在數(shù)學(xué)運(yùn)算補(bǔ)償時(shí),可以把探頭補(bǔ)償?shù)牟糠滞ㄟ^(guò)數(shù)學(xué)模型歸算成一個(gè)微分算子。再通過(guò)微分算子得到有探頭補(bǔ)償時(shí)球面波展開(kāi)公式中的模式系數(shù)。以該理論為基礎(chǔ)編寫(xiě)了MATLAB程序。為了驗(yàn)證該程序的真實(shí)有效性,這里采用商業(yè)軟件HFSS仿真分析了一個(gè)工作在S波段的標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭,在近場(chǎng)區(qū)對(duì)其球面采樣把二維數(shù)據(jù)帶入MATLAB程序中換算出遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù),并對(duì)比分析換算出的遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和HFSS仿真的遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù);為了驗(yàn)證程序的廣泛性與通用性,仿真了一個(gè)八元偶極子陣列天線,對(duì)比程序算出的遠(yuǎn)場(chǎng)和HFSS仿真得到的遠(yuǎn)場(chǎng),兩個(gè)模型的結(jié)果吻合良好,證明該程序正確有效,并對(duì)該系統(tǒng)造成的誤差進(jìn)行了仿真與分析。最后,本文對(duì)球面近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成部分一一進(jìn)行簡(jiǎn)介。并對(duì)球面近場(chǎng)實(shí)際測(cè)試中需要注意的地方做了闡述,定性地分析了會(huì)產(chǎn)生誤差的幾種來(lái)源。
【關(guān)鍵詞】：球面近遠(yuǎn)場(chǎng)變換 球面近場(chǎng)測(cè)試 球面波模式展開(kāi)理論
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 天線測(cè)量的基本概念15-17
• 1.1.1 天線遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量15-16
• 1.1.2 天線近場(chǎng)測(cè)量16-17
• 1.2 球面近場(chǎng)測(cè)量的研究背景、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)17-18
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及重點(diǎn)18-21
• 第二章 與球面近場(chǎng)測(cè)量相關(guān)的基礎(chǔ)理論21-38
• 2.1 引言21
• 2.2 球面波模式展開(kāi)理論21-28
• 2.2.1 無(wú)探頭補(bǔ)償時(shí)球面波模式展開(kāi)式模式系數(shù)的確定23-24
• 2.2.2 有探頭補(bǔ)償時(shí)球面波模式展開(kāi)式模式系數(shù)的確定24-25
• 2.2.3 探頭補(bǔ)償簡(jiǎn)述及矩形波導(dǎo)探頭的微分算子25-28
• 2.3 方向圖函數(shù)及方向系數(shù)的推導(dǎo)28-29
• 2.3.1 遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖函數(shù)的理論推導(dǎo)28-29
• 2.3.2 天線的方向系數(shù)D29
• 2.4 傅里葉變換29-31
• 2.4.1 傅里葉變換的簡(jiǎn)介29-30
• 2.4.2 快速傅里葉變換30-31
• 2.5 第二類(lèi)球漢克爾函數(shù)(hankel)31-34
• 2.5.1 貝塞爾函數(shù)及其解31-32
• 2.5.2 漢克爾函數(shù)32-33
• 2.5.3 球漢克爾函數(shù)33-34
• 2.6 勒讓德函數(shù)34-36
• 2.6.1 勒讓德函數(shù)35
• 2.6.2 連帶勒讓德函數(shù)35-36
• 2.6.3 勒讓德函數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算36
• 2.7 小結(jié)36-38
• 第三章 無(wú)探頭補(bǔ)償時(shí)球面近遠(yuǎn)場(chǎng)變換的實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證38-61
• 3.1 3GHZ標(biāo)準(zhǔn)喇叭的HFSS設(shè)計(jì)與仿真38-43
• 3.1.1 20dB標(biāo)準(zhǔn)增益角錐喇叭的設(shè)計(jì)38-41
• 3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)增益角錐喇叭的近遠(yuǎn)場(chǎng)變換結(jié)果分析41-43
• 3.2 陣列天線的HFSS設(shè)計(jì)與仿真43-50
• 3.2.1 陣列單元半波對(duì)陣振子的HFSS設(shè)計(jì)與仿真43-45
• 3.2.2 陣列單元半波對(duì)稱(chēng)振子的近遠(yuǎn)場(chǎng)變換結(jié)果分析45-46
• 3.2.3 八元偶極子天線陣列的HFSS仿真與分析46-49
• 3.2.4 八元偶極子天線陣列的近遠(yuǎn)場(chǎng)變換結(jié)果分析49-50
• 3.3 球面近遠(yuǎn)場(chǎng)變換結(jié)果對(duì)比與誤差分析50-60
• 3.3.1 結(jié)果對(duì)比與分析50-53
• 3.3.2 球面下的取樣面誤差分析53-56
• 3.3.3 掃描面取樣距離誤差分析56-60
• 3.4 小結(jié)60-61
• 第四章 球面近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)61-71
• 4.1 引言61
• 4.2 球面近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的硬件子系統(tǒng)61-64
• 4.2.1 球機(jī)械系統(tǒng)(Mechanical system)61-64
• 4.2.2 射頻系統(tǒng)(RF system)64
• 4.3 球面近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的軟件子系統(tǒng)64-67
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)(Data collection and control system)64-66
• 4.3.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(Data-processing system)66-67
• 4.4 誤差分析67-70
• 4.4.1 機(jī)械誤差67-68
• 4.4.2 接收機(jī)誤差68-69
• 4.4.3 探頭誤差69-70
• 4.5 小結(jié)70-71
• 結(jié)束語(yǔ)71-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 致謝75-76
• 作者簡(jiǎn)介76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王建,林昌祿;天線球面近場(chǎng)測(cè)量的探針校準(zhǔn)近遠(yuǎn)場(chǎng)變換[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2000年10期

，

本文編號(hào)：981846