天線近場測量技術綜述

• 天線測量技術

天線工程一問世，天線側量就是人們一直關注的重要課題之一，方法的精確與否直接關系到與之配套系統(tǒng)的實用與否.隨著通訊設備不斷更新，對天線的要求愈來愈高，常規(guī)遠場測量天線的方法由于
實施中存在著許多困難，有時甚至無能為力，于是人們就渴望通過測量天線的源場而計算出其輻射場的方法.然而由于探頭不夠理想和計算公式的過多近似，致使這種方法未能賦于實用.為了減小探頭與被
測天線間的相互影響，Barrett等人在50年代采用于離開天線口面幾個波長來測量其波前的幅相特性，實驗結果令人大為振奮，由此掀開了近場側量研究的序幕，這一技術的出現(xiàn)，解決了天線工程急待解決而未能解決的許多問題，從而使天線測量手段以新的面目出現(xiàn)在世人的面前.四十多年過去了，近場測量技術已由理論研究進人了應用研究階段，并由頻域延拓到了時域，它不僅能夠測量天線的輻射特性，而且能夠診斷天線口徑分布，為設計提供可靠、準確設計依據(jù);與此同時，人們利用它進行了目標散射特性的研究，即隱身技術和反隱身技術的研究，從而使該技術的研究有了新的研究手段，進而使此項研究進人了用近場測量的方法對目標成像技術的探索階段.

• 近場測量技術

在離開被測體3一5人(入為工作波長)距離上，用一個電特性已知的探頭在被測體近區(qū)某一平面或曲面上掃描抽樣(按照取樣定理進行抽樣)電磁場的幅度和相位數(shù)據(jù)，再經過嚴格的數(shù)學變換(快速傅立葉變換，F(xiàn)astFourierTransform，簡寫為FFT)計算出被測體遠區(qū)場的電特性，這一技術稱之為近場測量技術。若被測體是輻射體(通常是天線)，則稱之為輻射近場測量(RadiationNearFieldMeasurement):當被測體是散射體時，則稱之為散射近場測量(NearFieldSeatteringMeasurement)。對輻射近場測量而言，根據(jù)取樣表面的不同，可分為平面掃描技術，柱面掃描技術和球面掃描技術。同理，對散射近場測量來說，也相應的有平面、柱面、球面散射近場測量。

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  近場測量的特點

近場測量方法自本世紀七十年代以來主要用于天線測量(輻射問題測量)，
它在待測天線(AntennaUnderTest，簡寫為AUT)的近區(qū)內作數(shù)據(jù)采樣。該法
與常規(guī)的天線遠場測量相比，具有以下優(yōu)點:
(l)近場測量法成本低，且算得的遠場方向圖的精度比直接的遠場測量精度
要高的多。
(2)其信息量大，做一次測量就可以得到一個較大立體角域的三維方向圖，
(3)用這種方法測量大天線時，消除了遠場尺寸的限制，克服了建造大型測
試場的困難。
(4)近場測量可以在室內進行，排除了天氣的因素，可以全天候工作。
(5)整個測量過程都是在計算機控制下自動完成的，具有較高的保密性。鑒于這些獨特的優(yōu)點，天線近場測量的方法已成為鑒定天線電指標比較可靠的方法，天線界的學者們公認它可以作為現(xiàn)代天線測量的標準。近年來，近場測量還用來檢測反射面天線的表面精度，逆推天線的口徑場分布，對陣列單元是否失效做出“診斷”，尤其是國外已用它來做低或超低副瓣天線的方向圖測量。

近場測量的技術研究從五十年代發(fā)展至今，其研究方向大致經歷四個階段，如表1所示.

1950-x1961年│無探頭修正的實驗探索階段

1961一1965年│探頭修正理論的研究階段

1965一1975年│實驗驗證探頭修正理論階段

1975~至今 │技術推廣階級