利用圆极化天线远场相位差计算电场探头旋转偏移的方法

摘要

本发明涉及一种利用圆极化天线远场相位差计算电场探头旋转偏移的方法。通过建立电场探头旋转偏移⊿x和⊿y与圆极化天线两个正交的线极化分量远场相位差关系的数学模型，采用最小二乘法导出电场探头旋转后的偏移量的数值计算模型，可以得到精确的⊿x和⊿y偏移值。将⊿x和⊿y偏移量用于圆极化天线近场测试的补偿，得到准确的圆极化天线远场方向图和轴比方向图。该方法不需要架设笨重的光学测量设备就可以得到电场探头旋转偏移⊿x和⊿y的精确值，同时仅需完成两次平面近场测量，减少了工作量；用于测量的电场探头只需要能够旋转90度，不要求电场探头具备360度旋转的能力；且能自动补偿电场探头旋转偏移的能力。

主权项

利用圆极化天线远场相位差计算电场探头旋转偏移的方法，该方法包括：步骤1)利用平面近场测试系统的电场探头测量圆极化天线的两个正交的线极化分量的近场幅度和相位；步骤2)利用步骤1得到的两个正交的线极化分量的近场幅度和相位通过近远场转换的傅立叶变换，计算出所述的两个正交的线极化分量的远场幅度和相位差；步骤3)建立电场探头旋转偏移与步骤2)中计算得到的两个正交的线极化分量的远场相位差之间关系的数学模型，所述的数学模型的计算公式如下所示：$\Delta \phi ={\phi }_{el}(\theta ,\phi )-{\phi }_{az}(\theta ,\phi )={\phi }_{{\mathrm{el}}_{\Delta x,\Delta y}}(\theta ,\phi )-{\phi }_{az}(\theta ,\phi )-\frac{2\pi }{\lambda }(\Delta xsin\theta cos\phi +\Delta ysin\theta sin\phi )$     公式7其中，Δφ为所述两个正交的线极化分量的远场相位差，φ_az(θ,φ)表示电场探头在旋转前测量得到的线极化分量的远场相位方向图，φ_el(θ,φ)表示电场探头在旋转90°后未发生偏移得到的线极化分量的远场相位方向图，表示电场探头在旋转90°后发生偏移得到的线极化分量的远场相位方向图，⊿x表示电场探头旋转后的水平位置偏移量，⊿y表示电场探头旋转后的垂直位置偏移量，θ和φ分别表示球坐标系的俯仰角和方位角；步骤4)采用最小二乘法导出电场探头旋转后的偏移量的数值计算模型，得到电场探头旋转偏移⊿x和⊿y，所述的数值计算模型的计算公式如下所示：$\Delta x=\frac{\lambda \underset{m}{\Sigma }\left({\phi }_{{\mathrm{el}}_{\Delta x,\Delta y}}\left({\theta }_m\right)-{\phi }_{az}\left({\theta }_m\right)-\frac{\pi }{2}\right){\mathrm{sin\theta }}_m}{2\pi \underset{m}{\Sigma }{\sin }^2{\theta }_m}$     公式10$\Delta y=\frac{\lambda \underset{m}{\Sigma }\left({\phi }_{{\mathrm{el}}_{\Delta x,\Delta y}}\left({\theta }_m\right)-{\phi }_{az}\left({\theta }_m\right)-\frac{\pi }{2}\right){\mathrm{sin\theta }}_m}{2\pi \underset{m}{\Sigma }{\sin }^2{\theta }_m}$     公式11其中，表示俯仰角为θ_m角度的两个正交的线极化分量的远场相位差。