[發明專利]一種基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法

在審

• 申請號: 201910632593.6
• 申請日: 2019-07-13
• 公開（公告）號: CN110470914A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 左炎春;郭立新;尚軍平;劉偉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10
• 代理公司: 61227 西安長和專利代理有限公司
• 代理人: 李霞<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法，其特征在于，所述基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法包括以下步驟：

第一步，基于典型平面近場幅值掃描技術對待測天線近場兩平面、兩相互正交分量進行探頭采集；

第二步，基于近場掃描數據，使用迭代傅里葉變換算法對掃描點位置的相位進行還原；

第三步，使用還原相位和相應采樣點位置的幅值組成復數場，并使用近遠場變換求得天線遠場方向圖。

2.如權利要求1所述的基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法，其特征在于，所述第一步基于典型平面近場幅值掃描技術對待測天線近場兩平面、兩相互正交分量進行探頭采集的雙平面、雙極化近場天線幅值探頭測量包含以下步驟：

(1)進行系統預熱、待測天線架設，使待測天線口面與二維近場掃描平面平行，使用預掃描測試技術，測量兩個正交路徑的幅值特性判定天線最大輻射方向，若天線主波束方向不在近場掃描平面的中心，則對天線進行調整；

(2)在兩個相互平行的掃描#1和#2平面上，使用相同的采樣規則，采集矩形網格節點位置上的x和y方向的極化電場幅值信息：

#1平面：和

#2平面：和

其中提及的采樣規則是Nyquist采樣定理：

x方向采樣間隔滿足：c為光速，f為測量頻率；

y方向采樣間隔滿足：c為光速，f為測量頻率。

3.如權利要求1所述的基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法，其特征在于，所述第二步基于近場掃描數據，使用迭代傅里葉變換算法對掃描點位置的相位進行還原設置天線口徑面、#1和#2掃描平面，且位置為z＝0、z＝d₁和z＝d₂，并設#1平面位置切向場幅值為#2平面位置切向場幅值為兩相互平行平面z＝d₁、z＝d₂切向場也是通過傅里葉變換關系聯系在一起的：

對于z＝d₁平面有：

對于z＝d₂平面有：

無論在近區采哪兩個相異平行平面上的場分布，重建相同的天線遠場方向圖：

4.如權利要求3所述的基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法，其特征在于，進一步相位還原的過程包括：

(1)雙平面采樣幅值的獲取，提取使用線極化探頭在#1和#2掃描平面上采集的數據，分別記為M_#1和M_#2；

(2)掃描點位置的相位還原，進行相位還原需要給定初始迭代相位，對掃描點位置的相位進行還原；使用隨機相位作為初始迭代相位，并使用迭代傅里葉變換技術對掃描點位置的相位進行還原；

操作1：預處理，在[-π,π]內隨機產生#1平面掃描點位置的相位值，并與#1平面的采樣幅值構成初始迭代場

操作2：使用#1平面的測量幅值M_#1代替復數場中的振幅得到#1平面的替代場

操作3：使用公式計算得到#2平面的場分布：

使用測量幅值M_#2替代的幅值；

操作4：使用及推導式求得#1平面的第n+1次迭代場分布為：

同時，進行誤差計算：

如果誤差滿足設定限度，或者達到最大迭代次數則迭代過程停止，否則，使用測量幅值M_#1替代的幅值，并返回操作2繼續進行。

5.如權利要求1所述的基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法，其特征在于，所述第三步使用還原相位和相應采樣點位置的幅值組成復數場，并使用近遠場變換求得天線遠場方向圖包括：使用采樣獲得幅值數據，以及還原相位可以構成掃描點位置的復數場，使用這一復數場結合近遠場變換理論求得天線的遠場方向圖：

則遠場方向圖表示為：

6.一種如權利要求1～5任意一項所述基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法在近區天線輻射場幅值采集、掃描點位置相位還原、近遠場變換中的應用。

7.一種如權利要求1～5任意一項所述基于迭代傅里葉變換算法的無相位近場天線測量方法在高、低頻近場天線測量系統中的應用。