球面近场测量理论分析与数据处理

发布时间：2022-02-24 22:02

　　天线测量作为天线设计、测试和改进的重要手段,越来越得到行业内的关注。随着MIMO（多输入多输出）天线技术的发展,天线方向图的形状将不可预料。应用球面近场测量技术,可以得到较为准确的方向图测量结果。近年来,球面近场测量以其独特的优势越来越多的应用在各种大型天线的测量中。为了使这种测量方法更精准、更有效,完善的理论和通用的算法显得尤为重要。因此,本文从真空中的电磁场出发,利用天线的散射矩阵模型,推导了球面近-远场变换算法并进行实例验证。球面近-远场变换算法的设计需要球面近场测量理论的支撑。第一步,使用球面波展开理论推导无源区域电场和磁场的表达式。第二步,引入天线的散射矩阵模型,进一步得出辐射场的波系数表达式和传输系数的表达式。第三步,通过坐标轴旋转和平移将待测天线的传输与探头的传输联系起来。第四步,推导无探头响应和有探头响应两种情况下天线传输系数的计算方法。第五步,在已知近场和无限远处的探头响应系数的条件下,在MATLAB中实现球面近-远场变换算法。算法的准确性和通用性需要有足够的仿真实例来检验。首先,为了验证准确性,在HFSS电磁软件上仿真低中高（L、Ku和Ka）三个波段的标准喇叭天线,... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 背景
        1.1.1 近场天线测量的介绍
        1.1.2 球面近场天线测量技术
    1.2 本文主要内容
第二章 天线的散射矩阵理论
    2.1 引言
    2.2 球面坐标系下的电场
    2.3 天线的散射矩阵模型
        2.3.1 散射矩阵的一般模型
        2.3.2 散射矩阵的具体应用
    2.4 总结
第三章 天线的传输方程
    3.1 引言
    3.2 传输方程的一般形式
    3.3 传输方程的特殊实例
    3.4 求解无探头响应的传输系数
        3.4.1 无源区域电场的具体形式
        3.4.2 无源区域天线的传输系数
    3.5 求解有探头响应的传输系数
        3.5.1 求解传输系数的具体方法
        3.5.2 chi积分的求解
        3.5.3 phi积分的求解
        3.5.4 theta积分的求解
        3.5.5 算法的优化
        3.5.6 两种求解方法比较
    3.6 总结
第四章 天线的近远场变换
    4.1 引言
    4.2 算法的推导
        4.2.1 传输方程的远场形式
        4.2.2 算法流程图
    4.3 算法的实例验证
        4.3.1 L波段喇叭天线的设计
        4.3.2 Ku波段喇叭天线的设计
        4.3.3 Ka波段喇叭天线的设计
        4.3.4 半波对称振子及其阵列的设计
        4.3.5 误差分析
    4.4 总结
第五章 近场测量的数据处理
    5.1 引言
    5.2 重点参数介绍
    5.3 数据处理软件的介绍
        5.3.1 菜单栏
        5.3.2 绘图区
        5.3.3 信息区
        5.3.4 状态栏
    5.4 特色功能介绍
        5.4.1 显示功能
        5.4.2 快捷功能键和快捷菜单
    5.5 总结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]多探头球面近场的校准[J]. 陈林斌,谭广林,孙赐恩.  电信技术. 2017(11)
[2]一种高性能Ku喇叭阵列天线的设计[J]. 张瑞东,牛传峰.  河北省科学院学报. 2016(02)
[3]天线系统在WCDMA网络规划建设中的灵活应用[J]. 王慧东,张涛,楚鼎.  科技传播. 2013(22)
[4]移动通信基站双极化智能天线扇区功率比[J]. 束咸荣,董玉良,王华.  微波学报. 2013(01)
[5]SG128多探头球面近场三维全息电扫描天线测试系统及三维辐射指标探讨[J]. 肖良勇,张霖,李国华,陈金虎.  电信技术. 2012(S2)
[6]TD智能天线广播波束赋形与网络优化[J]. 肖良勇.  移动通信. 2010(24)
[7]随机误差对模块化阵列天线副瓣的影响[J]. 方刚,王小谟,高本庆.  电波科学学报. 2006(06)
[8]天线球面近场测量的探针校准近远场变换[J]. 王建,林昌禄.  系统工程与电子技术. 2000(10)
[9]天线平面近场测量系统发展概况[J]. 李清杰,钟鹰.  空间电子技术. 2000(01)
[10]机载雷达天线的零值填充技术[J]. 高文斗.  航空电子技术. 1991(02)

硕士论文
[1]TD-LTE基站天线研究[D]. 陈磊.华南理工大学 2013



本文编号：3643584