[发明专利]天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置

说明书

本发明涉及天线测量技术领域，提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置，包括：获取天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；根据所述远场辐射功率数据集，合理选定待拟合参数，建立远场辐射参数模型；确定待拟合参数初值，并根据间接平差理论计算参数初值的改正量；在所述改正量满足预设阈值条件时，根据改正量和参数初值确定参数拟合结果。本发明的拟合方法适应性强、估计准确、收敛迅速，尤其是圆口径天线，可以准确地刻画圆口径天线远场辐射特性。

技术领域

本发明涉及天线测量技术领域，尤其涉及一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置。

背景技术

圆形口径天线在许多领域都有广泛的应用。在航天测控领域，几乎所有地面站天线和航天器高增益天线都会采用圆形口径设计。圆形口径天线的远场辐射特性具有旋转对称性，理论辐射方向图也有形式简单的解析表达。

对于已经设计、制造、装配完成的天线，通常会采用实测方式获取其远场辐射功率，以确认天线的增益性能、波束宽度、电轴偏差等关键特性。有时还需要根据天线的辐射特性，进一步进行其他复杂的积分计算，例如计算天线指向接近某些天体(月球、太阳、火星等)时引起的接收噪声温度增量。然而，由于实测功率数据存在测量误差，且分辨率有限，不便于准确、直接地量化其辐射特性；此外，含有误差的离散测量数据也不利于实现高精度积分计算。为此，需要选定合适参数构建天线辐射模型，基于实测数据采用最优估计方法对模型参数进行估计，用以刻画天线远场辐射特性，亦方便其他复杂计算使用。

工程中较为关心的是天线半功率波束宽度这一量级范围内的辐射特性。对圆形口径天线，许多文献和实践中(在精度要求不高的情况下)经常采用二次函数模型拟合上述范围内的远场辐射功率数据集，其优点是模型简单、计算方便；但由于圆形口径天线的理论辐射特性并非抛物线形状，采用二次函数模型无法准确拟合，导致拟合后残差较大，求得的辐射模型与实测方向图存在差异。换言之，采用二次函数模型进行参数拟合所得的增益特性、电轴偏差等并不准确，若利用得到的辐射模型进行其他积分计算，计算结果也将存在一定误差。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置，以解决传统方法精度低的问题。

本发明实施例的第一方面，提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，包括：

确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；

根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型；

确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量；

在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

可选的，所述确定天线的远场辐射功率数据集，包括：

获取天线在所述扫描角度θ_0n处的远场辐射功率的测量值P_0n，n＝1,2,…,N；根据

{(θ_i,P_i)|(θ_i,P_i)∈{(θ_0n,P_0n)},P_i≥max(P_0n)-10}

确定所述远场辐射功率数据集；其中，i＝1,2,…,I，I≤N。

可选的，所述根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型，包括：

确定待拟合参数k、α和C，所述远场辐射功率数据集中的功率值P_i与对应的扫描角度θ_i满足下式：