天线方向图坐标转换软件开发

发布时间：2017-03-29 13:19

  本文关键词：天线方向图坐标转换软件开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：天线作为无线通讯设备中必不可少的组成部分,其品质的优劣直接影响着整个系统性能的好坏。而天线测量作为检验天线品质的最直接方法也越来越受到人们的重视。近场测量技术便是测试天线的重要手段之一,其中球面近场测量更是近场测试中最有效的一种方法。本文以球面近场测量为背景,受某研究所实际测试项目委托,利用$,'设计了一种方向图坐标转换软件。该软件用于当测量坐标系与天线坐标系不统一时,将测量坐标系下的数据转换为天线坐标系下的方向图并完成绘制。文章首先从电磁场的球面波展开入手,介绍了球面波动函数和天线散射矩阵,以此为基础,通过对待测天线和探头所在两坐标系之间的一系列变换,得到了球面近场传输方程。该方程作为球面近场测量的核心,将探头接收到的复杂信号表示成了探头相对于被测天线的位置和方向的函数。接着,利用传输方程,并根据探头接收的采样信号,本文给出了确定待测天线的传输系数矩阵的方法,结合辐射场的远区特性,实现了天线测量的近远场变换。随后,文章针对实际测量时天线坐标系与测量坐标系不统一的问题,对方向图在两坐标系中的转换进行了数学推导并得到了相关变换公式。最后,通过$,'编程给出了一种计算准确且界面良好的方向图坐标转换软件。本文通过以下方法对坐标转换软件的有效性进行了验证。以实际待测天线为算例,通过12对其进行建模仿真,并以模型在两个坐标系中的仿真方向图为参考,再将仿真所得测量坐标系下的数据导出,由本文中所设计的软件进行转换,将其结果与12仿真所得天线坐标系下方向图进行对比,两者吻合,软件计算可靠。目前,软件已交付使用,并准确有效地完成了在实际天线测量中的任务。文章在最后给出了软件运行的效果截图。
【关键词】：球面近场测量 坐标转换 测量坐标系 天线坐标系 MATLAB
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820.12;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 引言15
• 1.2 近场测量概述15-18
• 1.2.1 天线场区的划分15-16
• 1.2.2 天线近场测量16-18
• 1.3 MATLAB数值计算18-19
• 1.3.1 MATLAB概述18
• 1.3.2 MATLAB的主要特点18
• 1.3.3 MATLAB的系统组成18-19
• 1.4 HFSS数值计算19-21
• 1.4.1 HFSS原理19-20
• 1.4.2 HFSS的应用20-21
• 1.5 论文背景及安排21-23
• 1.5.1 项目背景21-22
• 1.5.2 文章的安排22-23
• 第二章 球面近场测量理论23-49
• 2.1 引言23
• 2.2 球面近场测量的特点23-24
• 2.3 球面波的展开24-27
• 2.4 天线散射矩阵27-31
• 2.5 天线参数的球面波表示31-33
• 2.5.1 远场方向图31-32
• 2.5.2 方向性系数32
• 2.5.3 增益32-33
• 2.6 球面近场传输方程33-37
• 2.7 求解传输方程37-45
• 2.7.1 传输方程的解析解37-39
• 2.7.2 传输方程的离散解39-45
• 2.8 求解辐射场及天线参数45-47
• 2.9 小结47-49
• 第三章 坐标转换理论49-55
• 3.1 引言49
• 3.2 不同坐标系的简介49-51
• 3.2.1 天线坐标系49-50
• 3.2.2 测量坐标系50-51
• 3.3 天线坐标系与测量坐标系之间的转换51-54
• 3.4 小结54-55
• 第四章 坐标转换软件设计55-71
• 4.1 引言55
• 4.2 软件设计思路55-56
• 4.3 数据的读取56-60
• 4.3.1 测量数据的构成56-57
• 4.3.2 MATLAB对测量数据的读取57-60
• 4.4 坐标转换计算60-63
• 4.4.1 数据排列顺序的变换60-61
• 4.4.2 插值计算61-63
• 4.5 GUI设计63-66
• 4.6 软件中一些主要函数的说明66-68
• 4.6.1 数据读取函数myCsvRead()66-67
• 4.6.2 数据顺序重置函数newSeperate()67-68
• 4.6.3 插值计算函数newEtransform()68
• 4.7 小结68-71
• 第五章 坐标转换软件的验证及应用71-79
• 5.1 引言71
• 5.2 坐标转换软件的HFSS验证71-76
• 5.2.1 天线模型的建立71-74
• 5.2.2 仿真数据的坐标转换计算74-76
• 5.3 坐标转换软件的项目应用76-78
• 5.4 小结78-79
• 第六章 总结79-81
• 参考文献81-83
• 致谢83-85
• 作者简介85-86

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