本文關(guān)鍵詞：相控陣天線平面近場誤差分析與校準(zhǔn)方法研究

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【摘要】：天線測試與校準(zhǔn)是天線設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的必要手段與方法。近場測試具有精度高、抗干擾能力強(qiáng),計(jì)算分析能力強(qiáng)等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于天線測試中。本文從平面近場測試技術(shù)的基本理論出發(fā),分析并總結(jié)了幅度、相位誤差、陣元失效等對天線性能的影響,采用仿真的手段對天線校準(zhǔn)方法與天線測試誤差進(jìn)行研究。首先,概述了平面近場測試所利用的平面波綜合技術(shù)、對探頭補(bǔ)償理論,掃描面選取原則、測試系統(tǒng)工作流程進(jìn)行介紹。重點(diǎn)分析了天線誤差類型及幅相誤差、陣元失效、移相器量化誤差對天線副瓣電平、增益、波束指向等輻射特性的影響,指出了天線校準(zhǔn)的必要性。其次,為實(shí)現(xiàn)對相控陣天線的校準(zhǔn),降低幅相誤差和陣元失效對天線性能的影響,提出了一種考慮互耦效應(yīng)的近場校準(zhǔn)方法。在利用近場掃描法完成逐一通道校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,使用旋轉(zhuǎn)矢量法進(jìn)行二次校準(zhǔn)。在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)矢量法時(shí),為使被測信號的變化明顯,將大規(guī)模相控陣天線分為中間、邊緣區(qū)域,進(jìn)行分區(qū)校準(zhǔn)。通過二次校準(zhǔn)可判定陣元是否失效,提高相控陣天線的幅相一致性,通過分區(qū)校準(zhǔn)減小陣元間互耦的影響,縮短校準(zhǔn)時(shí)間。最后,分析平面近場測試主要誤差源及誤差上界分析,對截?cái)嗾`差、掃描面位置誤差、環(huán)境誤差等進(jìn)行仿真,利用自比較法計(jì)算多次耦合誤差對遠(yuǎn)場方向圖的影響。在忽略衰減波的前提下,討論基于平面波譜展開理論的天線近場診斷方法與基于方向圖乘積原理的近場診斷方法。
【關(guān)鍵詞】：平面近場測試 幅相誤差 天線校準(zhǔn) 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN821.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展9-12
• 1.3 本文主要工作與結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 平面近場測試基本原理14-30
• 2.1 近場測試基本概念14-15
• 2.2 天線近場測量的基本原理15-19
• 2.2.1 綜合平面波理論15-17
• 2.2.2 不考慮探頭補(bǔ)償計(jì)算遠(yuǎn)場方向圖17-18
• 2.2.3 考慮探頭補(bǔ)償?shù)慕h(yuǎn)場變化18-19
• 2.3 掃描面參數(shù)選擇19-21
• 2.3.1 測量距離的確定19-20
• 2.3.2 測量平面的截?cái)?/span>20
• 2.3.3 取樣間隔20-21
• 2.4 平面近場測試系統(tǒng)組成21-23
• 2.5 半波振子陣列天線模型23-29
• 2.5.1 半波振子陣列天線的遠(yuǎn)場方向圖24-25
• 2.5.2 半波振子的近場橫向分量25-28
• 2.5.3 計(jì)算機(jī)仿真28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 幅相誤差對天線性能影響分析30-44
• 3.1 幅相誤差的來源分析30-31
• 3.1.1 系統(tǒng)誤差分析30-31
• 3.1.2 緩變誤差分析31
• 3.1.3 隨機(jī)誤差分析31
• 3.2 幅相誤差對天線性能的影響31-37
• 3.2.1 幅相誤差對副瓣電平的影響32-36
• 3.2.2 幅相誤差對波束指向的影響36
• 3.2.3 幅相誤差對方向性系數(shù)、增益的影響36-37
• 3.3 移相器的量化效應(yīng)37-38
• 3.4 陣元失效38-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 天線平面近場校準(zhǔn)44-59
• 4.1 有源相控陣天線發(fā)射通道近場校準(zhǔn)44-50
• 4.1.1 近場幅相誤差仿真數(shù)學(xué)模型44-45
• 4.1.2 近場掃描校準(zhǔn)法45-47
• 4.1.3 旋轉(zhuǎn)矢量校準(zhǔn)法47-50
• 4.2 有源相控陣天線發(fā)射通道分區(qū)旋轉(zhuǎn)矢量校準(zhǔn)方法50-57
• 4.2.1 相控陣天線校準(zhǔn)的分區(qū)方法50-52
• 4.2.2 相控陣天線分區(qū)校準(zhǔn)52-57
• 4.3 相控陣天線接收通道校準(zhǔn)57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 平面近場測試誤差與近場診斷59-76
• 5.1 測量系統(tǒng)誤差59-60
• 5.2 主要誤差分析60-70
• 5.2.1 有限掃描面截?cái)嗾`差分析與仿真60-63
• 5.2.2 掃描面位置誤差63-66
• 5.2.3 暗室環(huán)境誤差66-68
• 5.2.4 多次耦合誤差68-70
• 5.2.5 誤差合成70
• 5.3 天線近場診斷70-75
• 5.3.1 基于方向圖乘積原理的天線近場診斷70-72
• 5.3.2 基于平面波譜的近場診斷72-75
• 5.4 小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀學(xué)位期間研究成果83

【相似文獻(xiàn)】

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