[发明专利]基于激励系数变量可分离的准远场测量方法

权利要求书

1.基于激励系数变量可分离的准远场测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：确定待测天线的准远场距离；

步骤二：抽测出天线准远场位置处幅度和相位；

步骤三：得到一维线阵的远场方向图函数，具体为：

在柱面坐标系下，位于平面上的观测点的电场：

公式1

其中，表示位于平面上的观测点的电场，均为球坐标下标准坐标系中的变量，为可设定整数，，设置为2-10，为包围天线的最小柱半径，j为虚数单位， k为自由空间波数，为标准坐标系中方向单位矢，为标准坐标系中方向单位矢，和为柱面波展开系数，为向第二类Hankel函数，位于平面上的观测点的电场，其任意的线极化电场分量的通用形式可以如下表示：

公式2

其中表示柱面波展开系数（为公式1中的A_n或B_n），定义在据待测天线ρ = ρ₀ 处的电场是E_m ，e为指数的底，则观测点的电场可以表示为：

公式3

于是，对上式进行反演，可以得到：

公式4

由于观测点位于远场，结合Hankel函数的性质：

公式5

将上式带入ρ = ρ₀ 处的电场分量的表达式中，可以得到：

公式6

去掉上式中与角度无关的常数，可以得到待测天线的远场方向图函数为：

公式7

步骤四：得到二维天线阵列的远场方向图函数，具体为：

每个单元的激励系数可以表示成：

公式8

其中，M为列向天线单元数量值，N为行向天线单元数量值，若阵列天线有M×N个天线单元，为二维天线阵列的列归一化激励系数，为二维天线阵列的行归一化激励系数，根据方向图乘积定理和叠加定理，可以得到二维天线阵列方向图为：

公式9

其中，为球坐标下标准坐标系中的变量，方向各单元之间的距离为d_x，方向单元之间的距离为d_y，I_MN 为(M , N)位置单元的激励系数， m为列向天线单元整数编号，n为行向天线单元整数编号，为第（m,n）个单元的激励系数，继续化简可以得到：

公式10

则

公式11

式中，为二维天线阵列的第m列归一化激励系数；

公式12

式中，为二维天线阵列的第n行归一化激励系数；

因此，可以表示成

公式13

其中，和分别是列向和行向一维线阵的方向图函数，其计算可以利用步骤三中所述公式进行；

步骤五：获得幅度方向图和相位方向图以及增益，具体为：

幅度方向图为：

公式14

其中，（dB）为幅度单位；

相位方向图函数为：

公式15

其中，angle（）为取相位函数，在ρ = ρ₀处的电场是E_m，电场可以表示为：

公式16

同时，位于ρ = ρ₀处的电场E_m也可以表示为：

公式17

通过上述两式，可以得到：

公式18

若观察点位于远场区，电场可以写为：

公式19

则远场区的方向图函数可以表示为：

公式20

待测天线在准远场和远场之间的增益补偿计算如下：

公式21

其中，表示远场方向图函数，表示准远场方向图函数。