[發明專利]一種天線方向圖快速測量和預估方法、系統、設備及終端

有效

• 申請號: 202111040640.1
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113917241B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張鵬飛;馮今又;張照;許鑫;葛薇;吳燕民
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10;G06F17/16
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種天線方向圖快速測量和預估方法，其特征在于，所述天線方向圖快速測量和預估方法首先通過計算獲取待測天線的特征模及每個模式對應的3維場強數據；然后對天線在與特征模個數對應的少量離散方向的輻射場通過收發系統進行測量，并通過測量結果反演各個特征模式激勵系數；接著通過模式疊加獲得天線的3維方向圖；進一步借助少量離散方向的電場測試結果進行驗證；

所述天線方向圖快速測量和預估方法包括以下步驟：

步驟一，基于計算獲取待測天線的特征模及每個模式對應的3維場強數據；

步驟二，通過少量離散方向的輻射場測量，獲取各個特征模式激勵系數；

步驟三，通過模式疊加獲得天線的3維方向圖；

步驟二中，所述通過少量離散方向的輻射場測量，獲取各個特征模式激勵系數，包括：

借助測試和計算結果獲得各個特征模激勵系數，包括：

由天線特征模理論可知，特征模場和天線輻射場滿足如下關系：

其中，α_m,n∈[1,M]為特征模的激勵系數；

基于測試獲取的和計算獲取的利用以下公式求解出α_m,n∈[1,M]：

2.如權利要求1所述的天線方向圖快速測量和預估方法，其特征在于，步驟一中，所述基于計算獲取待測天線的特征模及每個模式對應的3維場強數據，包括：

對于一個給定的天線結構，對天線進行建模，并基于仿真計算獲取待測天線的所有有效特征模個數M及每個模式對應的3維場強數據；選定特征模貢獻度相對差異較大的方向N為方向個數，根據特征模電場的特性暫取M＝9；導出所述方向的各個特征模場強某指定極化的數據其中m為特征模編號，n為方向編號，組成矩陣[E]待用；其中，所述矩陣[E]的表達式如下：

將天線實體依假設在典型的簡化版遠場進行各個單角度的遠場指定極化測試，獲取這些離散角度上的指定極化輻射場

3.如權利要求1所述的天線方向圖快速測量和預估方法，其特征在于，步驟三中，所述通過模式疊加獲得天線的3維方向圖，包括：

通過特征模理論和疊加定理，獲取任意角度的3維輻射場分布函數以及對應的方向圖：

在天線單角度測試中額外選擇若干其他測試方向，對獲取的疊加結果進行驗證；

在測試過程中，選擇NM，采用最小二乘法擬合出最優的α_m,m∈[1,M]作為疊加的參數；

在測試過程中選擇任意一個極化分量作為參數進行操作，而3維結果生成用于其他極化的計算，即原則上用單一極化的測試獲得全極化的測試結果。

4.如權利要求1所述的天線方向圖快速測量和預估方法，其特征在于，所述天線方向圖快速測量和預估方法依托于典型的簡化版遠場，用于對發射天線在給定激勵下的離散指定方向輻射場的測試；

所述典型的簡化版遠場測試系統，包括待測發射天線、轉臺、網絡分析儀、接收探頭、工裝及電纜；其中，所述待測發射天線架設于轉臺上，通過電纜與網絡分析儀發射端連接；所述接收天線架設于工裝上，通過電纜與網絡分析儀接收端連接。

5.一種實施權利要求1～4任意一項所述的天線方向圖快速測量和預估方法的天線方向圖快速測量和預估系統，其特征在于，所述天線方向圖快速測量和預估系統，包括：

待測天線數據獲取模塊，用于基于計算獲取待測天線的特征模及每個模式對應的3維場強數據；

模式激勵系數獲取模塊，用于通過少量離散方向的輻射場測量，獲取各個特征模式激勵系數；

天線方向圖獲取模塊，用于通過模式疊加獲得天線的3維方向圖。

6.一種計算機設備，其特征在于，所述計算機設備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行權利要求1～4任意一項所述的天線方向圖快速測量和預估方法的步驟。

7.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所述處理器執行權利要求1～4任意一項所述的天線方向圖快速測量和預估方法的步驟。

8.一種信息數據處理終端，其特征在于，所述信息數據處理終端用于實現如權利要求5所述的天線方向圖快速測量和預估系統。