隨著天線技術(shù)的快速發(fā)展,天線測量技術(shù)也成為研究熱門,高精度、高效率的天線測量方法成為天線研發(fā)和制造的重要一環(huán)。然而傳統(tǒng)的天線測量信息獲取方式仍然采用奈奎斯特采樣定理,這就增加了測量系統(tǒng)軟件和硬件的復(fù)雜度,尤其是隨著大型相控陣、多通道、超寬帶及多波束等天線的發(fā)展。壓縮感知（CS）采樣定理打破了傳統(tǒng)采樣的限制,采樣和壓縮過程同時進行,以少量的采樣數(shù)據(jù)精確、快速地重構(gòu)遠場數(shù)據(jù)。本文從天線近遠場數(shù)據(jù)獲取方法入手,研究了基于CS的天線方向圖快速測量方法。本文主要的研究工作如下:1、針對傳統(tǒng)天線遠場方向圖測量過程中出現(xiàn)的冗余數(shù)據(jù)量大的問題,設(shè)計了一種基于CS的正交模擬信息轉(zhuǎn)換（QAIC）系統(tǒng),通過在前端添加一對正交基和低通濾波器,增加了帶寬的靈活性,實現(xiàn)了天線遠場方向圖快速測量的效果。同時給出了標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線和角錐喇叭天線實驗驗證結(jié)果,只需要少量的數(shù)據(jù),就能高效率地重構(gòu)遠場數(shù)據(jù),驗證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。2、針對傳統(tǒng)的天線近場測量系統(tǒng)中出現(xiàn)的采樣數(shù)據(jù)量大、測量時耗長的問題,采取了在天線近場區(qū)域放置可編程超表面的方法,設(shè)計出了一種暗室天線近場快速測量系統(tǒng),通過FPGA控制單元的通斷來控制超表面的編碼,超表面... 

【文章來源】： 王天庭 安徽大學(xué)

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微波暗室示意圖

安徽大學(xué)碩士論文9zyzyzAkAkAk→→→+=（2.8）由公式（2.6）可知其反變換為：()(,)(,,)xyzjkxkykzxyAkkExyzedxdy→→++++=（2.9）由公式（2.6）和公式（2.9）可知，當(dāng)知道某個平面的電場分布，可以求出其波譜A，知道波譜以后，可以求出空間其它位置電場，由麥克斯韋方程可以求出位置磁常一般情況下，在一個電磁場平面中，只需知道電場的橫向分量，，就可以通過公式（2.6）和（2.9）計算出空間中任意位置的電磁常需要注意的是，近場測量不能得到待測天線的全方位的遠場方向圖，只能得到部分角度的三維方向圖。對于天線平面近場測量，測量的只是天線的前半部分的輻射特性，有時甚至只能得出更小角度的輻射場，這不僅僅是工程實現(xiàn)的局限，更是近遠場轉(zhuǎn)換理論本身的局限。然而，天線輻射的能量都集中在天線的主瓣上，只需知道天線的主瓣的輻射特性就能滿足一般天線的測量需求。2.3壓縮感知理論壓縮感知[34-40]是一種新的獲取信號的傳感方式，以遠低于傳統(tǒng)的Nyquist采樣定理速率對信息進行稀疏采樣，解決了傳統(tǒng)采樣中，采樣頻率需要大于信號最高頻率2倍才能恢復(fù)出信號的問題。傳統(tǒng)的信號獲取和處理方式如圖2.3所示，信號經(jīng)過采樣后對其進行壓縮，信號接收端對信號解壓縮并恢復(fù)出原始信號，這種數(shù)據(jù)獲取模式是對信號進行先采樣然后再壓縮，需要大量的時間進行壓縮和更多的空間進行數(shù)據(jù)存儲，造成資源的浪費。圖2.3傳統(tǒng)信息獲取和處理流程相對比傳統(tǒng)的Nyquist采樣信息獲取和處理方式，壓縮感知理論采用隨機的方式對信息離散化，壓縮和采樣合并進行，利用測量矩陣獲取原始信號（此信號是稀疏的或者是在某個變換域下是可壓縮的）的特征信息，然后利用CS重構(gòu)算法由測量得到的值重

第二章天線測量理論10構(gòu)出原始信號。CS的優(yōu)點是突破了Nyquist采樣定理的瓶頸，以遠小于傳統(tǒng)Nyquist采樣定理的數(shù)據(jù)量重構(gòu)出原始信號，使得高分辨率信號的快速采集和恢復(fù)成為可能。其獲取和處理信號框圖如圖2.4所示。圖2.4壓縮感知信息獲取和處理框圖2.3.1信號的稀疏表示信號的稀疏表示就是通過空間變換的手段實現(xiàn)用很少的系數(shù)去準(zhǔn)確的表達該信號，這種表達能更好有效的提取信號的本旨特征。對于大部分自然信號，其本身是稀疏的或者在某個變換域中是可壓縮的，有用信息只存在少量系數(shù)中。例如，對于一張自然的JPEG圖像，其可能達到百萬像素，通過小波變換后，其自由度大大降低，大多數(shù)變換系數(shù)可以被認(rèn)為為0，只有少量系數(shù)包含有用信息，這些少量系數(shù)就能恢復(fù)出原始圖像。若集合{i}=1中的向量線性無關(guān)，Rn可以由{i}=1線性表出，則集合{i}=1稱為R的一個基。這說明著空間R中任意的向量都可以利用這組基向量線性組合唯一的表示，即對于空間向量R，存在唯一的一組系數(shù){}=1使得式（2.10）成立。1niiixc==（2.10）如果Ψ是一個n×n的矩陣，且其列是由基向量i所構(gòu)成，系數(shù)向量=[,,,]。則上式可以寫成矩陣向量形式為：x=c（2.11）如果{}=1滿足以下條件：ij1,ij0,ij==（2.12）

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2959957