[发明专利]一种测量天线间互阻抗的方法

说明书

本发明公开了一种测量天线间互阻抗的方法，属于天线测量技术领域，通过获得第二天线在第二球面上的第二电场强度和第二磁场强度；根据正向球谐变换确定第一天线的第一球谐波展开系数和第二球谐波展开系数，其中，n、m均为整数；根据所述第一球谐波展开系数和所述第二球谐波展开系数，并采用FFT插值方法计算所述第一天线在第二球面上的第一电场强度和第一磁场强度；根据所述第一电场强度、第一磁场强度、第二电场强度和第二磁场强度，计算所述第一天线与所述第二天线之间的互阻抗值Z₂₁。达到了快速、准确、稳定的分析任意两副天线间的互阻抗，具有通用性的技术效果。

技术领域

本发明涉及天线测量技术领域，特别涉及一种测量天线间互阻抗的方法。

背景技术

两天线之间的互耦具有重要的工程意义。有效地测量天线间的互耦属于天线系统的设计、故障排除，以及电磁兼容性设计的基本手段。一般可以用隔离度、耦合系数、互阻抗等参数描述互耦的大小。这些参数之间可以用简单的公式互相转化，只要得到其中一种就可以准确的描述两天线之间耦合的大小。

目前，计算互耦合的经典方法由Yaghjian提出。首先将反应表面S取为处于两天线之间的无限大平面，然后用平面近场测量方法得到两种天线在S上的切向电场，并将其展开为平面波谱，最后将波谱带入反应积分得到两天线之间的耦合系数。由于平面波谱中的衰减谱分量对积分的贡献很小，可以忽略。剩下的波谱与天线的远场成线性关系，因此将远场带入反应积分即可算出耦合系数。该方法的缺点是忽略衰减谱在很多情况下会引入较大的误差，使得测量结果不准确。现有的另一种方法是采用近场而不是远场来计算反应积分。这种方法一般采用球面作为反应面，并采用球谐变换展开天线的近区电磁场。其理论依据是Hansen在1988年给出的一套两天线间耦合的传输公式。该公式是严格准确的，不带有任何近似。但是涉及到球谐波的平移和旋转计算。这两种计算都极其复杂且不稳定。特别是当球谐波的阶数很高时，平移计算在数值上根本不能实现。所以现有基于球谐变换的算法都只能应用于小天线的耦合分析，不可能分析较大尺寸的天线耦合。

发明内容

本发明提供了一种测量天线间互阻抗的方法，用以解决现有技术中基于球谐变换的算法都只能应用于小天线的耦合分析，不能分析较大尺寸的天线耦合的技术问题，达到了快速、准确、稳定的分析任意两副天线间的互阻抗，具有通用性的技术效果。

本发明提供了一种测量天线间互阻抗的方法，包括：获得第二天线在第二球面上的第二电场强度和第二磁场强度根据正向球谐变换确定第一天线的第一球谐波展开系数a_n,m和第二球谐波展开系数b_n,m，其中，n、m均为整数；根据所述第一球谐波展开系数和所述第二球谐波展开系数，并采用FFT插值方法计算所述第一天线在第二球面上的第一电场强度和第一磁场强度根据所述第一电场强度第一磁场强度第二电场强度和第二磁场强度计算所述第一天线与所述第二天线之间的互阻抗值Z₂₁。

优选地，所述根据正向球谐变换确定第一天线的第一球谐波展开系数a_n,m和第二球谐波展开系数b_n,m，具体为：

所述第一电场强度为

所述第一磁场强度为

其中，π为圆周率，N为球谐波截断阶数，n、m均为整数，为第一矢量球谐波函数，为第二矢量球谐波函数；

其中，j为虚数的符号，为空间点的球坐标，和为球坐标系的单位矢量，为连带的勒让德函数，Z_n(kr)为球贝塞尔函数，且exp为指数函数；

获得所述第一天线在第二球面上的半径r_min和预设点处的球面半径r₀，其中r₀＞r_min；