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1、第卷第期无线电通信技术天线方向图的数据处理黄建军李渠塘电子部研究所石家庄,、,,摘要讨论了天线方向图的测童数据的处理方法包括增益计界求波束宽度副辫电平如何排除测贡误差。对求这些参数的影响以及如何提高计茸精度关键词增益波束宽度副辫电平辛普森积分最小二乘法·概述。曰二不尸,一一·。在天线的研制过程中对方向图的分析是必不可砰—。,,少的环节因为天线的一些指标有的是直接针对方式中为当小为某一确定值的们的一个典,。。向图提出的有的与方向图直接相关对方向图的型切面。处理涉及到方向图的数据采集与分析关于如何利由式和式可知增益与方向图的关系实际。。用计算机高效率采集方向图数据另
2、文介绍本文专上是方向系数性系数与方向图的关系以下涉及到。「讨论利用计算机对其方向图数据进行快速准确地方向性系数的讨论也就是对增益的讨论在天线研。,分析制中最关心的是最大方向的方向性系数由于、、,与方向图相关的一些参数有增益波瓣宽度副的最大值为故由式可得出。瓣电平等限于篇幅本文只讨论这三项参数的处二一二下妥一尸一一尸。,,一’一理由于天线形式很多其方向图千差万别在数据。砰”‘。」的采集过程中还不可避免地存在各种误差如何减,实际的方向图不会完全对称式的积分项可进行小这些因素对各项参数的影响也是本文讨论的问平均处理。题二“·增益工小「的·子了甲增益与方向图的关系。式中
3、的为某一截面的方向图函数,根据文献【天线的增益为,根据实际测量的方向图计算增益刀·,。、、由式可见方向性系数的关键是对方向图的式中,为天线效率它包括反射损耗馈线损耗。。积分实际测量的方向图有两个特点一是它的测热损耗等其中热损耗对于非电阻加载天线来说通,,。,量点是离散的二是离散的角度间隔不一定相等如常很小可忽略不计因此只要测量出反射损耗和。。,图所示馈线损耗就能求出效率,下面对增益的讨论实。际上归结到对方向性系数的讨论为天线方向性系数,与方向图的关系为二‘,甲‘。护‘”,二胡兀丁,。式中幻为归一化方向图函数当方向图为旋转对称时工程上多数天线为此种情,式可简化为况
4、困拒形积分法图示年月日收稿匕,······当测量点比较密集时式的积分项可采用矩·‘,,‘〔”‘“一乎‘”,,,息形法如图其积分项可表示为动一。一。一广··﹄胡。‘护日艺氏劫误差讨论,,上式虽然简单但在测量点不够密集时尤其在,。模拟拯物线积分与梯形积分的结果比较窄波瓣的情况下其误差较大此时宜采用抛物线附表抛物线积分与梯形积分比较。,积分法辛普森积分法如图所示先用相邻三,。、十,,、十,‘十半功率宽度矩形方法相物线法点构造出一条通过此计算的增益计幕的增益,一‘十三点的抛物线然后对区间段的抛物线求积,如图阴影部分所。分示,一由声三点构造的抛物线二由附表可见波瓣越窄即增
5、益越高两者相差越叫一爪,,、、,,,大这就是因为在波瓣比较窄时由于受测量时间测角精度等,,因素的限制取得的数据点比较少所以,。,︾,。峨云矩形法误差比较大由于计算机处理在工作量上两,。者并无大差别固宜采用后一种方法浏试数据不完整时的处理,在实际的方向图测试过程中一些大型高增益,,,天线由于体积大不能测量出完整的方向图只能,。图辛普森积分法困示测量出主瓣附近的方向图如图实线所示这时,。尽管数据不完整有时还是能够较精确地求出增益设抛物线方程为这是,因为该类天线辐射能量很集中离主瓣稍远的··乎。,旁瓣与主瓣相比能量相差很多且离主瓣越远相,‘,,,,将瓜三点代入式求得。
6、。差越大因此对增益的影响也就越小为了检验计·十··一。‘,一系数为氏氏算误差可采用如下方法首先计算增益时把没有数·。。据的那一段按最后一点数据进行计算显然这样计,一、十一,三,算的结果比实际值偏小其次计算增益时把没有数一。‘,一,,一,一其中仪氏井二县。‘十一据的那一段忽略不计这样计算的结果比实际的增口一三,。益偏大因此实际的增益就在这两者之间如果两区间抛物线积分为,。者相差不大就说明误差小否则误差大当其误差在可以接受的范围之内时,增益取两者之平均作其,‘“犷”廿十“,‘。最终结果······一乎刃十刃十圆机化天线问题···,一。。。一劝之当天线为理想圆极化时任
7、意截取一个与旋转对一饮称轴同平面一个方向图进行积分求增益即为圆极化式可变为。天线的增益但实际的圆极化天线与理想夭线总有’乎十。十。、。,。一定偏差表现在不同的截面有差异这时可多截取。几个面分别求增益然后求取平均值作为最后的结果·户习艺间”。乎助一副瓣电平的分析与确定,······一。日口劝当一副方向图摆在面前时人很容易指出副瓣。··,电平但如果用计算机进行这项工作有时会遇到一一。一川叨。些困难主要的问题是①判断副瓣的准则②如何排除数据的波动对找副瓣的,最大值方向的方向系数为影响不至于把波动点··第卷第期无线电通信技术。当副瓣十一,,。。其中习样点数如图所示找副瓣
8、可从主瓣最大点开始往两边
