远场天线相位和极化参数测量

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文，，，一，，，，，哈尔滨工业大学工学硕士学位论文引言……测试场地设置……远场条件……高架场……地面反射……系统结构……系统控制部分……系统发射部分……系统接收部分……测量设置……网络分析仪测量设置……系统电道计算及优化……本章小结……结论……参考文献……附录相心纵向偏差公式推导……哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明……哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书……哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理……致谢……哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第章绪论课题研究的目的及意义根据哈尔滨工业大学威海信息工程研究所建立天线测量系统的需要，本课题研究了天线相位和

2、极化参数的测量。天线的相位特性和极化特性是天线的重要参数，其描绘天线远场的完整信息随着新型天线的研制，及天线的极化和相位信息日益广泛的应用领域，天线相位和极化参数测量的研究有着重要的实用价值和应用前景。国内外相关技术发展现状天线的测量最早出现在年，在通常情况下在被测天线的接收模式下进行测量是比较方便的。这种测试的前提是该天线是互易的，即该天线的接收和发射具有相同的参数增益，辐射图等。天线测试场是测量天线或鉴定天线的场所。由于在通信、雷达等用途中，天线都处于它的远场，所以要正确测试天线的辐射特性，必须具备一个能提供均匀平面电磁被照射待测天线的理想测试场。为了近似得到这种理想

3、测试场，己研制出各种形式的天线测试场。测量远场辐射特性的理想条件是让被测天线在平面波唯一相位和幅度的照射下。尽管这一理想条件达不到，但可以用在被测天线与辐射源间有大距离的室外测试场条件来近似。在大距离情况下，辐射源在被测天线。，口径处的等相位面的曲率是很小的当距离为远场边界值兄时最大相位误差为。入射场平面与理想平面波相比。并且在有限距离时，地面的辐射和周围的物体都会对测量产生不良影响。由于空间和防御相关系统小结构设计的增加的加速发展，更加准确的测量方法非常必要。人们为满足这一需要，研发出很多改进的测量设备和测量技术。包括锥型电波暗室、微波暗室、紧缩测量场、外推测量场、近场

4、扫描技术、改进的极化技术、扫频测量天线参数间接测量法和自动化测量系统。天线测试场可分室内远场，室外远场，室内近场，平面，柱面，球面，室内紧缩场。天线的测试和评价都在天线测试场区内进行。天线设备哈尔滨工业大学工学硕士学位论文可分为室内和室外场区，每种场区都有其自身的限制。室外场区受环境影响，而室内设备受室内空间限制。大体来说，有两类基本天线测试场自由空间测试场，地面反射测试场。所谓反射测试场就是合理地利用和控制地面反射波与直射波干涉而建立的一种测试场。属于这类测试场有地面反射测试场和工作在低频的锥型无反。”，“射室这种天线测试场如果设计得当可以形成一个所谓的测量静区在该区域

5、直射波与反射波为相长干涉，即该设计使特殊反射波与直射波在测试区建设性合并。自由空间测试场就是经设计能够消除或抑制地面和周围环境影响的一种测试场。属于自由空间类型的测试场有高架天线测试场、斜天线测试场、微波暗室、缩距测试场和外推测试场。高架天线测试场高架天线测试场主要设计应用于较平坦的地域，为避免地面反射彼的影响，把收发天线架设在水泥塔或相邻高大建筑物的顶上。这种测试场可用于测量体积较大的天线。斜天线测试场斜天线测试场就是收发天线架设高度不等的一种测试场。通常把待测天线架设在比较高的非金属塔上，且作接收天线使用，把辅助发射天线靠近地面架设，由于发射天线相对待测天线有一定仰角

6、，适当调整它的高度，使自由空间方向图的最大辐射方向对准待测天线口面中心，零辐射方向对准地面，就能有效抑制地面反射。微波暗室微波暗室又叫”、”，。““吸波暗室无反射室一般简称为暗室它是以吸波材料作衬里的房间。它能吸收入射到六个壁上的大部分电磁能量，较好地模拟自由空间测试条件。由于无反射室在宽的工作频带范围内能得到相当稳定的信号电平，其具有全天系、保密、可控环境、能减小电磁干扰能避免外界电磁于扰的特性，加之建造暗室吸波材料性能的改进及大批生产，因而在近多年间得到了迅速发展。不同类型不同规模的暗室在国内外先后建成，大大提高了科研的质量和速度。一般情况下微波暗室可使用的频率越低，

7、吸波材料的厚度就要越厚，这样才能保证其反射率低于一定水平。微波暗室可使用的频率越低，那么它在较高频率上的性能会更好。在远场天线测量时，作为信号源的天线必须被放置到足够远，以保证在。，被测天线口径处其可近似为平面波对于电大尺寸天线这一距离可能会非，一。常远当有反射时可以进行波瓣图的校正以去除误差【紧缩测试场是一种能够在非常短距离内通常一米产生近似平面波的矫正设备。为了减小测试距离，人们开始发展紧缩和近场测试。最初为了减小所需距离，人们采用了透镜天线如金属板透镜和介质透镜，但取得的成果有限。现代紧缩场测试起源于佐治亚理工学院的约翰