天线近远场测量系统及软件设计

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1、万方数据电子科技2007年第2期(总第209期)天线近远场测量系统及软件设计张士选1，傅泉华2，李勇1(1．西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，陕西西安710071；2．空军装备研究院雷达研究所，北京100085)摘要介绍了集控制与数据采集、近远场数学变换与逆变换、数据分析与图像处理于一体的天线近远场测量系统及其软件包。给出了程序设计流程及软件功能概要。软件在高精度、多功能、便于开发应用方面较美国NIs和以色列ORBIT公司的同类产品有自己独到的特点。关键词天线；近远场测量；测量系统中图分类号TN821．91Sof柳arefbrAntennaNearFie

2、ld】ⅥeasurementZhangShixuanl，FuQuanhua2，LiYon91(1．Nation¨aboratoryofAntennaandMicrowaveTechnology，XidianUniversity，Xi’aJl71007l，China；2．InstituteofRadaroftheAirFbrceEquimentAcademe，Beijing100085，China)Abstract。I’hesoftwaremadebyIAEMSofXidianUniVersityinXi’aJlisintmducedindetail，whichco瑚

3、binesdataeollectionandcontrol，near-farfielddatatransfo珊ationandinversetransfonuation，d砒aanaly-sisandimagemanipulation．ThepmgramdesignⅡowchartapdtheguidelineofthesoftwarefhnctionarealsogiVen．ComparedwithsimilarpmductsofAmericanNSIandIsrael0RBITCo叩oration，thesoftwareishighlyprecise，multi

4、—functionalandeasytousewhichmakesitunique肌dwidelyused．KeywordSantenna；nearfarfieldmesurement；measurementsystem现代电子科技事业的飞速发展对天线各项电性能指标的要求越来越高。为了研制符合要求的高性能天线，除了要求掌握天线的现代分析与设计技术外，还必须具备先进的测试技术和设备。天线测试的目的主要是为了检验天线的性能指标是否满足设计要求，以实现对关键部件和尺寸进行调整。它作为检查及质量控制的过程，来验证设计思路的正确与否，进行有效的故障诊断，收稿日期：2006—1

5、l一16基金项目：宽带超低副瓣天线测试技术资助项目(4130加髓晒)作者简介：张士选(1948一)，男，教授。研究方向：电磁辐射测量与近远场变换，近场测量技术与系统，数据分析与图像处理。傅泉华(1952一)，女，高级工程师。研究方向：天线与微波技术，雷达系统与信号处理。为研制新型天线进行必要的理论修正。因此，天线的现代分析与设计永远不可能取代天线测试技术。对天线测试而言，无论是远场直接测量还是紧缩场测量或者是平面近场扫描测试，其实质都是为待测天线提供一平面波照射Ho。远场测试精度受距离有限和周围环境的反射限制。紧缩场的精度则由天线尺寸、表面加工精度、边缘绕射以及馈源

6、漏失而决定。而平面近场测量是把探头在各不同位置上辐射的准球面波的不同权相叠加而综合出一个沿不同方向投向待测天线的平面波。该平面波的幅相均匀度确定了该待测天线测量精度。由于近场法是依靠合理的选择权函数用数学的方法去综合出平面波。它的精度在很大程度上取决于软件，同时系统硬件误差亦可以用软件来补偿。万方数据天线近远场测量系统及软件设计平面近场测量技术的基本思想是把待测天线在空间建立的场展开成平面波函数之和。展开式中的加权函数包含着远场图的完整信息，根据近场测量数据算出加权函数，进而确定天线的远场方向图心，3]。由于近场扫描测量获得的信息量大、环境及电气随机干扰小、计算精度

7、高、投资少、保密性好、可全天候工作，同时还具有诊断调整功能等诸多优点。因此，它为现代天线测试提供了一个高精度、自动化的测量手段和计量标准。1系统基本配置天线近场及远场测试系统是一套在计算机控制下，可进行平面、柱面扫描和天线远场直接测量以及数据采集，近远场数学变换与逆变换、数据分析及处理的全自动、高性能的天线近远场综合测量系统。该测量系统在微波吸收室中，可进行平面／柱面近场扫描测量，同时亦可进行室内远场测量。天线近场测试技术的关键是建立一套高精度、高稳定可靠的自动测试系统。其中需要解决高精度平面近场扫描架、高精度两轴转台伺服驱动定位、高速大动态范围幅相数据采集、系