[发明专利]基于三次样条插值算法的球面近场相位测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于三次样条插值算法的球面近场相位测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取测试天线辐射近场区的第一球面的第一近场幅度数据和第二球面的第二近场幅度数据，所述第一球面和所述第二球面间隔预设距离；

使用三次样条插值算法分别对所述第一近场幅度数据和所述第二近场幅度数据进行插值得到第一插值幅度数据和第二插值幅度数据，所述第一插值幅度数据和所述第二插值幅度数据的数量均为目标数量；

基于所述第一插值幅度数据计算所述第一球面的迭代场分布，并基于所述第一球面的迭代场分布计算所述第二球面的初始迭代场分布；

基于所述第二球面的初始迭代场分布，通过幅值替代后，再通过球模式展开得到第一球面的迭代场分布，所述第一球面的迭代场分布含有计算得到的待校验幅度数据；

计算所述第一近场幅度数据和所述待校验幅度数据的误差值；

若误差值小于预设值，输出还原的第一球面的电场相位分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用三次样条插值算法分别对所述第一近场幅度数据和所述第二近场幅度数据进行插值得到第一插值幅度数据和第二插值幅度数据，包括：

分别在所述第一近场幅度数据和所述第二近场幅度数据对应的采样点中等间距的插入多个插值节点；

将所述多个插值节点分别代入预设的三次样条函数中，分别计算所述多个插值节点对应的三次样条插值函数，所述三次样条插值函数为不超过3的多项式、所述三次样条插值的二阶导函数连续且所处插值区间的两个边界插值节点的二阶导函数值均为0；

将所述多个插值节点依次代入对应的所述三次样条插值函数得到对应的第一插值幅度数据和第二插值幅度数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述还原的第一球面的电场相位和所述第一近场幅度数据确定相位恢复后的近场数据；

通过模式展开的近远场变换理论根据所述相位恢复后的近场数据确定天线的远场方向图。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一插值幅度数据计算所述第一球面的迭代场分布，包括：所述第一球面的迭代场为E′₁＝M_#1e^-j*α，其中j为虚部，M_#1为第一球面的第一插值幅度数据，α为第一球面的初始相位。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一球面的迭代场分布计算所述第二球面的初始迭代场分布，包括：

根据球面波的模式展开理论，根据所述第一球面的初始迭代场确定出模式系数；

根据所述模式系数以及所述第一球面的初始迭代场确定出所述第二球面的初始迭代场分布。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一近场幅度数据和所述待校验幅度数据的误差值包括：

将所述第一近场幅度数据和所述待校验幅度数据代入如下公式，得到所述误差值ε：

其中，ε表示所述误差值，θ,分别为球面坐标系的两个坐标，分别表示E₁在θ方向和方向的场，E₁表示第二球面的初始迭代场分布通过幅值替代后，再通过球模式展开得到第一球面的迭代场分布，分别表示第一球面的第一插值幅度数据M_#1在θ和方向的幅度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述误差值大于预设值，则保留所述第一球面的迭代场分布的相位，并将所述第一球面的迭代场为返回至所述基于所述第一球面的迭代场分布计算所述第二球面的初始迭代场分布的步骤，直至所述误差值小于等于预设值；或者，

当返回次数超过预设次数时，将最后一次还原的第一球面的电场相位分布输出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标数量是采样周期确定的。