[发明专利]天线信道外模式场重构方法及装置

权利要求书

1.一种天线信道外模式场重构方法，其特征在于，所述方法包括：

确定能包围网络天线和待测终端的球面，将球面剖分为均匀的球面网格，在所述球面网格中置放天线，并计算网络天线的球矢量波函数的截断项数；

利用截断项数确定网络天线所激励的球矢量波函数模式，将球矢量波函数模式所确定的模式场叠加，等效出该网络天线和待测终端在所述球面之外空间产生的模式场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络天线包含有电基本振子和磁基本振子；所述网络天线作为激励点源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络天线由三个相互垂直的电基本振子和三个相互垂直的磁基本振子构成，其中，电基本振子、磁基本振子的流方向与其所在局域的直角坐标系的坐标轴方向一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球面的半径R≥max(D²/λ，3D，10λ)，其中，D为包围网络天线和待测终端的最小球面直径，λ为网络天线辐射电磁波的波长。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述截断项数为：[kR]+10；其中，[]表示高斯取整，k＝2π/λ。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，等效出该网络天线和待测终端在所述球面之外空间产生的模式场具体为：

设第i个激励点源i的幅度为和

第i个激励点源i中电基本振子和磁基本振子分别产生的模式场、磁模式场分量为：

E→ie,x(r→)=kη22αie,x[F→2(r→)-F→6(r→)];]]>

E→im,x(r→)=kη22αim,x[F→1(r→)-F→5(r→)];]]>

E→ie,y(r→)=kη22αie,y[F→2(r→)+F→6(r→)];]]>

E→im,y(r→)=kηi22αim,y[F→1(r→)+F→5(r→)];]]>

E→ie,z(r→)=kηαie,zF→4(r→);]]>

E→im,z(r→)=kηαim,zF→3(r→);]]>

上式中，上标e、m分别代表激励点源的电基本振子和磁基本振子，上标x、y、z为局域的直角坐标系的坐标轴方向，η＝120π；分别为电基本振子和磁基本振子复系数展开值；(j＝1，2，…6)为球矢量波函数系；

将电基本振子、磁基本振子等效变换到全域直角坐标系为：

Ei→(r→)=kηΣj=1Jmax(αie,xAj,ie,x+αim,xAj,im,x+αie,yAj,ie,y+αim,yAj,im,y+αie,zAj,ie,z+αim,zAj,im,z)F→j(r→)]]>

=kηΣj=1Jmax(Aj,ie,x,Aj,im,x,Aj,ie,y,Aj,im,y,Aj,ie,z,Aj,im,z)SiF→j(r→)---(4a)]]>

式(4a)中，J_max＝2N(N+2)，记则式(4a)变换为：

E→i(r→)=kηΣj=1JmaxUjiSiF→j(r→)---(4b)]]>

等效模式场由所有激励点源的模式场叠加而成：

Emod→(r→)=Σi=1LsourceEi→(r→)---(4c)]]>

其中，L_source为激励点源的数量；记则：

E→mod(r→)=Σi=1LsourceE→i(r→)=kηΣj=1JmaxUjiSiF→j(r→)=kηUXF→j(r→)---(4d);]]>

根据匹配模式场与实际模式场得到重建模式场展开系数模型：

E→(r→)=Emod→(r→)---(5a)]]>

实际模式场为：E→(r→)=kηΣj=1JmaxQjF→j(r→)---(5b)]]>

记由上式(4d)、(5a)和(5b)得到：

E→(r→)=kηΣj=1JmaxQjF→j(r→)]]>(5c)

=kηQF→j(r→)=kηUXF→j(r→)]]>

当测量激励点源数目大于模式场数据J_max/2，计算测量激励点源的球矢量波函数，将计算结果带入(5c)式即可用高斯消元法求解线性方程组，得到Q_j；其中J_max＝2N(N+1)；

根据球矢量波函数的正交归一性，式(5c)表示为：

UX＝Q    (6a)

求解式(5c)的线性方程组，得到所有激励点源的幅值：

X＝U^-1Q    (6b)

将式(6b)所得的激励点源强度值X代入式(4d)，得到模式场