[发明专利]一种天线/射频一体化辐射计的天线端口驻波比测量方法

权利要求书

1.一种天线/射频一体化辐射计的天线端口驻波比测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在被测微波毫米波辐射计的天线端口正辐射方向设定的位置垂直放置一平面金属板，调整所述金属板与天线端口的距离L，得到调整过程中微波毫米波辐射计的输出电压值V，辐射计正常工作时，输出电压正比于接收到的微波毫米波功率值；

步骤2，从天线端口辐射的电磁波被金属板反射，一部分被辐射计天线接收，另一部分传输至其它方向而未被天线接收，对微波毫米波辐射计接收的由金属板反射的辐射计逆向辐射功率值进行估计，获得金属板反射功率进入天线端口的比例值α，用于步骤4中驻波比的推导计算中；

步骤3，对微波毫米波辐射计进行定标，以消除零功率输入时辐射计的输出电压偏置V₀，当使外界无电磁波输入，辐射计依然会输出固有的电压偏置，即在步骤1中测量得到的输出电压V中始终包含该偏置V₀，因此需通过定标来计算得到V₀，在后续计算驻波比的过程中减去该项，从而消除偏置的影响；辐射计正常工作时，输出电压与接收到的输入功率呈线性关系，因此测量计算V₀的方法是，给定两个已知输入功率并测量对应的输出电压，得到两者的关系式，进而确定当输入功率为零时，辐射计的输出电压偏置V₀；

步骤4，依据辐射计逆向辐射在天线端口和金属板之间多次反射的物理规律，建立辐射计输出电压变化与天线端口反射系数的关系式，计算得到天线端口的驻波比，辐射计的输出电压与逆向辐射电压在天线端口和金属板之间多次反射的关系表达为下式：

上式中V为辐射计测量的输出电压，V₀是步骤3测得的辐射计的电压偏置；括号中的内容是逆向辐射在辐射计天线端口和金属板之间的多次反射过程的描述，α的值为步骤2估算的被金属板反射的功率进入天线端口的比例值，s₂为逆向辐射的幅度，β为相移常数，L为辐射计天线端口与金属板之间的距离，Γ₂即为所需求解的天线端口的反射系数；

测量过程中，取输出电压V随距离L变化一个周期内的最大最小值进行相比，最大最小值分别用V_max和V_min表示，得到天线端口的反射系数Γ₂和驻波比VSWR：

通过上述测量方法的步骤，仅利用辐射计自身逆向辐射和高灵敏度的功率检测能力的特点，应用简易的平面金属板测量配件，即能够测量天线/射频一体化微波辐射计的天线端口的驻波比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，获得金属板反射功率进入天线端口的比例值α的方法有两种，分别为电磁仿真和公式计算；

第一，当天线端口与金属板距离为近场条件时，采用电磁仿真的方式，对天线和金属板建模得到辐射计接收到的功率值与逆向辐射功率值之比其中P_t为由辐射计天线端口逆向辐射的功率值，P_r为由金属板反射被辐射计天线接收的功率值；

第二，当天线端口与金属板距离为远场条件时，天线端口逆向辐射传输至金属板反射后的电磁波，根据镜像原理等效为该天线相对金属板镜像位置的天线所发射的电磁波，此模型满足弗里斯传输公式所表示的接收功率与发射功率的关系，带入参数后公式为：

其中G为天线增益，λ为波长，L为金属板与天线端口的距离，同样得到辐射计接收到的功率值与逆向辐射功率值之比