[發明專利]基于Fourier插值的遠場方向圖快速測量方法

有效

• 申請號: 202110796464.8
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113533867B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 栗曦;王可陽;楊林;郜靜逸;楊鈺
• 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: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

1.一種基于Fourier插值的遠場方向圖快速測量方法，測量過程中涉及到天線測量系統中的測試儀器、位于遠場的置于轉臺之上的待測天線、控制計算機、測試探頭，所有的測試探頭測試前均特性已知，其特征在于：結合帶限周期函數的Fourier插值法進行天線遠場測量，包括有如下步驟：

步驟一 確定待測天線的遠場距離：根據天線的遠場測量條件計算出待測天線與測試探頭之間的距離，將天線放置于該距離處的轉臺上；

步驟二 確定待測天線的采樣間隔：根據待測天線的遠場測量間隔準則，利用待測天線采樣間隔準則計算公式計算出待測天線的采樣間隔，該測量間隔準則為待測天線的半功率波瓣寬度量級；

步驟三 抽測出天線某個表面上輻射遠場的幅度和相位：根據待測天線采樣間隔，利用控制計算機控制一個與待測天線工作頻率一致且特性已知的測試探頭，抽測出天線某個表面上輻射遠場的幅度和相位分布；

步驟四 得到待測天線遠場的Fourier展開系數：根據待測天線輻射場的幅度和相位，通過快速傅里葉變換法，利用Fourier展開系數公式計算得到待測天線遠場的Fourier展開系數；Fourier展開系數公式為：

式中的C_n表示所有離散值下的Fourier展開系數，J表示在一個周期內函數值的點數，n表示進行離散化后的離散點，表示一個周期范圍內的Fourier展開系數，通過下式計算：

式中的N由天線尺寸和坐標原點的位置決定，T為函數f(t)的周期，T/J表示在一個周期內的間隔，m為離散取值點，其取值范圍為m＝0,…,J-1；n＝-N…N；上式成立的條件是J≥2N+1，N通過下式得到：

上式中，[]符號表示取整，λ為待測天線的工作波長，N₀取2到10工作波長，坐標原點為測量時天線轉臺的轉動中心，ρ_min是以坐標原點為中心作一個完全能夠包圍待測天線的最小圓柱，該圓柱的半徑就是ρ_min，如果坐標原點選在天線的幾何中心，則ρ_min為天線最大尺寸的二分之一；

步驟五 得到待測天線的遠場方向圖函數：根據天線遠場Fourier展開系數，通過逆快速傅里葉變換法，利用遠場方向圖函數公式計算得到待測天線的遠場方向圖函數；

步驟六 得到待測天線的幅度方向圖和相位方向圖：根據待測天線的遠場方向圖函數，對待測天線的遠場方向圖函數取絕對值獲得待測天線的幅度方向圖，對待測天線的遠場方向圖函數取角度獲得待測天線的相位方向圖，完成對天線的遠場測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于Fourier插值的遠場方向圖快速測量方法，其特征在于，步驟二中所述的待測天線采樣間隔準則計算公式為：

式中，為待測天線的采樣間隔，HPBW表示待測天線的半功率波瓣寬度。

3.根據權利要求1所述的一種基于Fourier插值的遠場方向圖快速測量方法，其特征在于，步驟五中所述的遠場方向圖函數公式為：

上式中，表示待測天線的遠場方向圖函數，為天線方向圖函數中不同的角度。