[發明專利]一種短波發射天線輻射效率自動監測方法及監測系統

在審

• 申請號: 201510698738.4
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN105227249A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 陳斌;李娟;羅勇;楊路剛;趙鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;G01R29/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 向彬

1.一種短波發射天線輻射效率監測方法，其特征在于，通過遠場區場強測量單元得到遠場區場點電場強度幅值，實現對天線輻射場點功率面密度的抽樣，由該樣本值依據天線輻射場仿真得到的方向系數估計天線的輻射功率，通過近場區功率測量單元測量前向功率得到天線的輸入功率，再計算輻射功率與輸入功率的比值得到輻射效率。

2.根據權利要求1所述的短波發射天線輻射效率監測方法，其特征在于，所述天線輻射場仿真包括平面分層介質結構域變換法和RWG矩量法的近地架設短波天線輻射場的仿真，通過短波天線輻射場的仿真，得到其輻射功率的空間相對分布。

3.根據權利要求1所述的短波發射天線輻射效率監測方法，其特征在于，所述通過遠場區場強測量單元得到遠場區場點電場強度幅值具體為，利用環天線場強測量系統進行短波天線輻射場的室外遠場場強測量，實現場點功率面密度的抽樣。

4.根據權利要求1至3任一項所述的短波發射天線輻射效率監測方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

首先，獲取測試參數，所述測試參數包括天線架設地面的電參數包括介電常數和電導率、測量天線所在場點相對于被測天線的方位，以及被測天線的物理參數包括天線形式、振子尺寸和架高；建立近地架設短波天線輻射場仿真模型和天線的帶狀結構模型，計算待測天線歸一化場強方向圖和在測試點處的方向系數；

其次，校準環天線場強測量系統，進行單場點分時場強幅值測量，同時通過近場區功率測量單元測量天線前向功率，并將場強幅值和前向功率測量結果送至上位機；

然后，通過實測場強幅值計算場點電磁功率面密度，依據仿真得到的方向系數估計天線輻射功率，天線輻射效率由輻射功率與輸入功率的比值計算，即可完成短波發射天線輻射效率的監測和評估。

5.如權利要求1或2所述的短波發射天線輻射效率監測方法，其特征在于，所述天線的輻射效率為：

其中，為方向系數，為遠場區場點場強，方向系數由天線輻射場的仿真得到，場強由環天線場強測量系統進行測量，輸入功率P_in由定向耦合器或功率計測量前向功率得到。

6.一種實現如權利要求1至5任一項所述短波發射天線輻射效率監測方法的監測系統，其特征在于，所述監測系統由近場區功率測量單元與遠場區場強測量單元兩部分組成，近場區功率測量單元包括：功率測量模塊、ARM控制模塊與近場區網絡接口模塊；遠場區場強測量單元包括：接收環天線、場強測量模塊、數據處理模塊、主控模塊、LCD顯示屏、鍵盤接口以及遠場區網絡接口模塊，其中：

所述近場區功率測量單元安裝在待測天線與短波發射機之間，短波發射機工作時，將射頻信號通過射頻線纜傳送到待測天線，由待測天線輻射出去，ARM控制模塊控制功率測量模塊通過射頻耦合傳感器對傳輸到待測天線上的射頻輸入功率進行實時監測，并將采集到的功率數據通過近場區網絡接口模塊傳送給遠場區場強測量單元中的數據處理模塊；

所述遠場區場強測量單元的接收環天線接收到射頻信號后通過射頻線纜傳送至場強測量模塊，在主控單元的自動控制下場強測量模塊對短波天線場內的場強進行測量，實現對天線輻射場點功率面密度的抽樣并將監測數據通過數據線纜送至數據處理模塊上；主控單元還通過遠場區網絡接口實現對功率測量模塊的實時自動控制，并完成鍵盤接口的操作響應和LCD監視屏的圖像顯示；數據處理模塊對送來的數據進行辨別、歸納、分類、轉換和計算相關分析處理，并依據方向系數估算出天線的輻射功率。