[發明專利]一種陣列天線方向圖的測量方法、設備、系統

有效

• 申請號: 201711167182.1
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN109813968B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 漆一宏;于偉;沈鵬輝
• 申請（專利權）人: 深圳市通用測試系統有限公司
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃瓊

1.一種陣列天線方向圖的測量方法，其特征在于，所述陣列天線包括N個陣元，所述測量方法包括如下步驟：

S1.獲得所述陣列天線的陣元方向圖以及陣元方向圖中心的位置，所述陣元方向圖由陣元的孤立方向圖經過修正獲得；

S2.饋入端口激勵I；

S3.獲得M個測量點的位置以及陣列天線在M個測量點處的電/磁場的測量數據E，所述測量數據E包含幅度和相位信息，M≥N/3；

S4.根據所述陣元方向圖、陣元方向圖中心的位置、測量點的位置以及測量數據E獲得口徑場激勵I′；所述步驟S4中陣元方向圖、陣元方向圖中心的位置、測量點的位置、測量數據E以及口徑場激勵I′滿足關系式：E＝YI′，其中，E是所述M個測量點測得的電/磁場，為M×1的矩陣，Y是陣元到測量點的幅相變換矩陣，Y根據陣元方向圖、陣元方向圖中心的位置以及測量點的位置獲得，定義口徑場激勵I′如下：

其中，是第n個陣元的口徑場激勵，I′_n是第n個陣元的口徑場激勵的幅度，是第n個陣元的口徑場激勵的相位，j是虛數單位，

S5.根據所述的口徑場激勵I′、陣元方向圖、陣元方向圖中心的位置以及目標位置獲得所述陣列天線在目標位置處的方向圖E′；

所述步驟S5中口徑場激勵I′、陣元方向圖、陣元方向圖中心的位置、目標位置以及所述陣列天線在目標位置的方向圖E′滿足關系式：E′＝(I′)^TX，其中，E′代表某一個目標位置的電/磁場，E′為矢量，X是陣元到目標位置的幅相變換矩陣，X根據陣元方向圖、陣元方向圖中心的位置以及目標位置獲得，()^T表示轉置；

以任意參考點為原點建立球坐標系，第n個陣元的陣元方向圖中心的位置的坐標為(R_n，θ_n，φ_n)，n＝1，2，...，N，第n個陣元的陣元方向圖表示為f_n(θ，φ)，第m個測量點的位置的坐標為(R′_m，θ′_m，φ′_m)，m＝1，2，...，M，所述陣元到測量點的幅相變換矩陣Y為

是第n個陣元在第m個測量點的位置的幅相變換因子，其中，(θ′_mn，φ′_mn)是第m個測量點的位置相對于第n個陣元的陣元方向圖中心的位置所在的角度，f_n(θ′_mn，φ′_mn)是第n個陣元在(θ′_mn，φ′_mn)角度的陣元方向圖信息，包含幅度和相位信息，是對第n個陣元的陣元方向圖在第m個測量點的位置進行的相位修正，是第m個測量點的位置指向第n個陣元的陣元方向圖中心的位置的矢量的模長，k是電磁波傳播常數；

所述陣元到目標位置的幅相變換矩陣X為

是第n個陣元在目標位置的幅相變換因子，其中，(θ_n，φ_n)是目標位置相對第n個陣元的陣元方向圖中心的位置所在的角度，f_n(θ_n，φ_n)是第n個陣元在(θ_n，φ_n)角度的陣元方向圖信息，包含幅度和相位信息，是對第n個陣元的陣元方向圖在目標位置進行的相位修正，是目標位置指向第n個陣元的陣元方向圖中心的位置的矢量的模長，k是電磁波傳播常數。

2.根據權利要求1所述的陣列天線方向圖的測量方法，其特征在于，所述修正的實施方式為：基于預設修正矩陣通過計算進行修正，或者基于陣列天線的物理參數或/和機械模型或/和仿真模型通過仿真進行修正，所述陣列天線的物理參數包括天線形式和陣列結構。

3.根據權利要求1所述的陣列天線方向圖的測量方法，其特征在于，所述陣列天線各陣元的陣元方向圖相同，f₁(θ，φ)＝f₂(θ，φ)＝…＝f_N(θ，φ)＝f(θ，φ)，所述陣元到測量點的幅相變換矩陣Y為

所述陣元到目標位置的幅相變換矩陣X為