基于散射调制技术的近场测量方法研究

论文摘要

在天线的设计过程中,往往要测量天线的远场辐射特性。近场测量技术提供了一种研究天线的方法,它能为研究工作提供足够多的数据。而目前所使用的天线近测量方法速度慢,制约了天线近场测量技术的推广应用。引入散射调制技术就是为了克服这个缺点。通过采用探头阵列,将近场测量中传统的机械扫描转变为电扫描,克服扫描速度慢的缺点,大幅度提高近场测量的效率。该方法的实现关键在于采用了调制散射技术。探头阵列的每个单元与近场测量的采样点相对应,如果采用高频多路开关来对探头的接收信号进行切换,多路开关各通道之间的串扰隔离很难做好。让探头阵列每个探头工作在散射模式,并且把一个低频源加在探头上,对探头的散射信号进行调制。通过低频多路器顺序调制探头阵列的每一个探头,并经相干检测我们可以区分不同探头的响应,实现电扫描。由散射矩阵和互易定理可以证明探头在被测点所产生的散射信号与被测点的电场分量成正比。探头单元和阵列形式是测量系统中最重要的部分。本文对散射调制技术在天线近场测量中应用的探头及阵列形式进行了比较详细的描述。最后分析了系统的主要误差。

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 文章内容安排
• 第二章 天线测量理论及方法基础
• 2.1 天线测量方法分类
• 2.2 天线的近场测量技术
• 第三章 散射调制理论原理
• 3.1 电磁场的散射
• 3.2 天线测量环境
• 3.3 散射调制技术的原理及方法
• 3.3.1 机械调制方法
• 3.3.2 电子调制方法
• 3.4 散射调制技术的数学模型
• 3.4.1 线性系统分析
• 3.4.2 阻抗矩阵和导纳矩阵
• 3.4.3 散射矩阵
• 3.4.4 矩阵之间的关系
• 3.4.5 单站接收模式的散射矩阵
• 3.4.6 双站接收模式的散射矩阵
• 第四章 散射探头单元
• 4.1 探头在两种接收模式下的散射
• 4.1.1 单站接收模式反射系数
• 4.1.2 双站接收模式的传输系数
• 4.2 探头散射的计算
• 4.3 天线近场测量中的散射探头
• 第五章 探头阵列与信号接收
• 5.1 探头阵列简介
• 5.2 双站接收散射体阵列和接收天线
• 5.3 测试信号的相干接收
• 第六章 系统误差分析
• 6.1 传统近场测量方法误差源
• 6.2 测试误差理论分析
• 6.2.1 截断误差
• 6.2.2 测试仪器误差
• 6.2.3 多次反射
• 6.3 分析模型的建立
• 6.4 近场系统误差分析
• 6.4.1 扫描面截断误差
• 6.4.2 仪器非线性误差
• 6.4.3 系统相位误差
• 6.4.4 环境误差
• 6.4.5 探头互耦误差
• 结束语
• 致谢
• 参考文献