多探头球面近场异常测量数据修复验证

发布时间：2021-12-31 15:45

　　多探头球面近场测量过程中需要各探头所在通道性能保持一致,当一个通道出现故障时,将对天线方向图测试产生较大的影响。为解决探头阵中的个别探头通路出现故障而导致测量数据异常的问题,本文提出通过在近场使用线性插值的方法修复异常测量数据,再做近场到远场的变换,以消除故障探头通路对方向图测试的影响。再通过将修复后得到的远场方向图与仿真得到的理论方向图进行对比,验证了所提出的近场数据修复方法的有效性。 

【文章来源】：微波学报. 2020,36(S1)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

喇叭天线模型

2020年第36卷增刊8月1日微波学报吻合良好，这也验证了本文所介绍的近场到远场的变换算法的正确性。图2理论远场和变换远场方向图对比图3不同采样间隔的变换远场与理论远场对比在多探头球面近场实际测量过程中，由于场地尺寸限制，一般近场采样间隔一般都是大于1°的[8]。假设在测试图1所示天线时，近场采样隔为2.5°。图3对比了采用不同近场采样间隔时得到的变换远场与理论远场方向图数据。可以发现，以2.5°间隔采样的变换远场也能与理论远场吻合较好，但与以1°间隔采样相比吻合性稍差。3异常数据修复与验证多探头球面近场测量系统的探头数量多，且任一个探头所在通路出现异常，都将导致一个圆周的测量数据异常。想要彻底解决个别探头通路故障引发的数据异常问题，一般需重新更换探头并进行系统通道一致性的校准。本文将采用数据插值方法对异常的近场数据进行修复。针对图1所示模型，假设球面近场采样间隔是2.5°，在测量球面=30的位置有一个探头出现了故障。通过仿真得到该天线的E面和H面近场方向图如图4所示。可以看到有探头故障的近场方向图上出现了两个明显的深坑，这是在该位置人为设置了一个较小的值，模拟因为探头故障导致的近场数据异常。图中的参考为仿真得到的理论近场方向图。图4理论近场和有探头故障近场方向图对比观察图4中的近场数据曲线，可以看出异常数据点的两侧数据都是连续的，因此可以采用线性差值的办法修复异常数据点。假设异常数据点为(,)iixy，其左右相邻点分别为11(,)iixy和11(,)iixy。由于是等间隔采样，则异常点数据iy可通过11()2iiiyyy进行修复。图5修复?

。想要彻底解决个别探头通路故障引发的数据异常问题，一般需重新更换探头并进行系统通道一致性的校准。本文将采用数据插值方法对异常的近场数据进行修复。针对图1所示模型，假设球面近场采样间隔是2.5°，在测量球面=30的位置有一个探头出现了故障。通过仿真得到该天线的E面和H面近场方向图如图4所示。可以看到有探头故障的近场方向图上出现了两个明显的深坑，这是在该位置人为设置了一个较小的值，模拟因为探头故障导致的近场数据异常。图中的参考为仿真得到的理论近场方向图。图4理论近场和有探头故障近场方向图对比观察图4中的近场数据曲线，可以看出异常数据点的两侧数据都是连续的，因此可以采用线性差值的办法修复异常数据点。假设异常数据点为(,)iixy，其左右相邻点分别为11(,)iixy和11(,)iixy。由于是等间隔采样，则异常点数据iy可通过11()2iiiyyy进行修复。图5修复前后E面变换的远场方向图与理论方向图对比图6修复前后H面变换的远场方向图与理论方向图对比利用线性插值的方法，将近场数据进行修复，再做近场到远场的变换，就得到了修复后的远场方向图。图5和图6分别给出了喇叭天线的E面和H面的方向图对比结果，包括理论远场方向图和修复异常数据后通过变换得到远场方向图。从图中可以看到，如果不进行数据修复，直接做近场到远场的变换，得到的远场方向图与理论方向图相比会有较大的偏差。进行数据修复后，得到的远382

【参考文献】：
期刊论文
[1]球模式展开理论近远场变换及快速算法[J]. 李南京,李元新,胡楚锋.  电子与信息学报. 2015(12)

硕士论文
[1]基于模式展开法的球面近远场变换理论研究[D]. 夏雷.西安电子科技大学 2012



本文编号：3560528