[发明专利]基于直线运动的天线增益方向图测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法。

背景技术

天线作为空间辐射电磁波能量和传输线导行波的转换器，被广泛地应用在无线通信、广播、电视、雷达、导航、遥感、射电天文和电子对抗等系统中。天线的电参数性能，如驻波比、增益方向图、相位方向图等直接和系统的整体表现相关。而准确快速地测量天线的增益方向图，对天线的研发、调试、生产均有很大的参考和帮助。

传统的天线增益方向图的测量方法是将被测天线放在一个可以调整俯仰角并可以水平转动的转台上，并采用一个参考天线，通过转台的转动，使参考天线与被测天线的中心法线由重合的状态逐渐变化为形成不同角度，分别测量不同角度条件下被测天线的增益，最终得到一定角度范围内被测天线的增益方向图。然而，在一些实际应用中，往往会遇到一些特殊情况导致被测天线不能随意转动，导致传统的测量方法不能使用。

为了解决被测天线不能随意转动的问题，现有技术提出一种控制参考天线以被测天线为圆心围绕被测天线做圆周运动的测量方法，同样可以测量被测天线的增益方向图。但是，目前的控制技术还不足以精确控制参考天线作标准的圆周运动，所以会引入较大误差导致测量结果不准确。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，能够通过参考天线的直线运动测量增益方向图。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，包括：S1：将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离OB，其中，O表示所述被测天线的固定点；S2：根据所述被测天线的角度测量范围α在与所述被测天线的中心法线方向垂直的方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动轨迹AC＝2·OB·tan(α/2)；S3：将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心；S4：在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平P₀,根据所述射频功率电平P₁计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P₀′，所述等效功率P₀′＝P₀+20log₁₀[λ/4π(OA-BO)]，其中，20log₁₀[λ/4π(OA-BO)]为电磁波在空间传输随距离OA-BO后的衰减，λ为电磁波的波长；S5：控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平P_N,根据所述射频功率电平P_N计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P_N′，所述等效功率P_N′＝P_N+20log₁₀[λ/4π(OT_N-BO)]，其中，T_N为参考天线位移后的位置，位移距离S_N＝OB·tan[α/2-(N-1)Δα]-OB·tan(α/2-NΔα)，N＝1,2,3,…,i,…,k，i＝k/2,i·Δα＝α/2；S6：根据所述等效功率P₀′和P_N′计算相应角度下所述被测天线的发射增益，并根据所述发射增益得到所述角度测量范围α内被测天线的发射增益方向图。

优选地，在所述S5步骤中，所述在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角包括：利用全站仪对固定点O进行自动对准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OT_N，同时控制承载所述参考天线的水平转台转动角度Δα。

优选地，所述被测天线在参考天线每次位移后均由相同的信号源提供激励信号。

优选地，所述远场测量距离OB大于2D²/λ，其中，D为所述被测天线物理口径的最大尺寸。