基于直线运动的天线增益方向图测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法。该测量方法包括：S1：确定被测天线的远场测试条件；S2：垂直被测天线的中心法线方向规划直线运动轨迹；S3：将参考天线置于直线运动轨迹端点，使参考天线的中心法线对准被测天线；S4：根据参考天线接收的射频功率电平计算以被测天线为圆心，远场测试距离为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率；S5：控制参考天线在直线运动轨迹上连续位移，每次位移后使参考天线的中心法线对准被测天线，并计算每次位移后的等效功率；S6；根据步骤S4和步骤S5的等效功率计算发射功率，从而得到发射增益方向图。本发明专利技术能够通过参考天线的直线运动测量增益方向图。

【技术实现步骤摘要】
基于直线运动的天线增益方向图测量方法
本专利技术涉及天线
，特别是涉及一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法。
技术介绍
天线作为空间辐射电磁波能量和传输线导行波的转换器，被广泛地应用在无线通信、广播、电视、雷达、导航、遥感、射电天文和电子对抗等系统中。天线的电参数性能，如驻波比、增益方向图、相位方向图等直接和系统的整体表现相关。而准确快速地测量天线的增益方向图，对天线的研发、调试、生产均有很大的参考和帮助。传统的天线增益方向图的测量方法是将被测天线放在一个可以调整俯仰角并可以水平转动的转台上，并采用一个参考天线，通过转台的转动，使参考天线与被测天线的中心法线由重合的状态逐渐变化为形成不同角度，分别测量不同角度条件下被测天线的增益，最终得到一定角度范围内被测天线的增益方向图。然而，在一些实际应用中，往往会遇到一些特殊情况导致被测天线不能随意转动，导致传统的测量方法不能使用。为了解决被测天线不能随意转动的问题，现有技术提出一种控制参考天线以被测天线为圆心围绕被测天线做圆周运动的测量方法，同样可以测量被测天线的增益方向图。但是，目前的控制技术还不足以精确控制参考天线作标准的圆周运动，所以会引入较大误差导致测量结果不准确。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，能够通过参考天线的直线运动测量增益方向图。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，包括：S1：将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离OB，其中，O表示所述被测天线的固定点；S2：根据所述被测天线的角度测量范围α在与所述被测天线的中心法线方向垂直的方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动轨迹AC＝2·OB·tan(α/2)；S3：将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心；S4：在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平P0,根据所述射频功率电平P1计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P0′，所述等效功率P0′＝P0+20log10[λ/4π(OA-BO)]，其中，20log10[λ/4π(OA-BO)]为电磁波在空间传输随距离OA-BO后的衰减，λ为电磁波的波长；S5：控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平PN,根据所述射频功率电平PN计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率PN′，所述等效功率PN′＝PN+20log10[λ/4π(OTN-BO)]，其中，TN为参考天线位移后的位置，位移距离SN＝OB·tan[α/2-(N-1)Δα]-OB·tan(α/2-NΔα)，N＝1,2,3,…,i,…,k，i＝k/2,i·Δα＝α/2；S6：根据所述等效功率P0′和PN′计算相应角度下所述被测天线的发射增益，并根据所述发射增益得到所述角度测量范围α内被测天线的发射增益方向图。优选地，在所述S5步骤中，所述在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角包括：利用全站仪对固定点O进行自动对准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OTN，同时控制承载所述参考天线的水平转台转动角度Δα。优选地，所述被测天线在参考天线每次位移后均由相同的信号源提供激励信号。优选地，所述远场测量距离OB大于2D2/λ，其中，D为所述被测天线物理口径的最大尺寸。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，包括：S1：将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离OB，其中，O表示所述被测天线的固定点；S2：根据所述被测天线的角度测量范围α在与所述被测天线的中心法线方向垂直的方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动轨迹AC＝2·OB·tan(α/2)；S3：将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心；S4：在所述被测天线处接收所述参考天线的射频功率电平P0,根据所述射频功率电平P1计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P0′，所述等效功率P0′＝P0+20log10[λ/4π(OA-BO)]，其中，20log10[λ/4π(OA-BO)]为电磁波在空间传输随距离OA-BO后的衰减，λ为电磁波的波长；S5：控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述被测天线处接收所述参考天线的射频功率电平PN,根据所述射频功率电平PN计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率PN′，所述等效功率PN′＝PN+20log10[λ/4π(OTN-BO)]，其中，TN为参考天线位移后的位置，位移距离SN＝OB·tan[α/2-(N-1)Δα]-OB·tan(α/2-NΔα)，N＝1,2,3,…,i,…,k，i＝k/2,i·Δα＝α/2；S6：根据所述等效功率P0′和PN′计算相应角度下所述被测天线的接收增益，并根据所述接收增益得到所述角度测量范围α内被测天线的接收增益方向图。优选地，在所述S5步骤中，所述在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角包括：利用全站仪对固定点O进行自动对准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OTN，同时控制承载所述参考天线的水平转台转动角度Δα。优选地，所述参考天线在每次位移后均由相同的信号源提供激励信号。优选地，所述远场测量距离OB大于2D2/λ，其中，D为所述被测天线物理口径的最大尺寸。区别于现有技术的情况，本专利技术的有益效果是：为参考天线规划直线运动轨迹来控制参考天线做直线运动，在直线运动过程中，通过测量参考天线和被测天线的实时距离，计算由于参考天线的直线运动形成的和被测天线的角度差，并时刻保证参考天线与被测天线的中心法线重合，最后通过修正直线运动情况下和圆周运动情况下被测天线和参考天线因距离不同引起的功率电平差异，得到被测天线的增益方向图，从而能够通过参考天线的直线运动测量增益方向图，避免引入较大误差。附图说明图1是本专利技术一实施例基于直线运动的天线增益方向图测量方法的流程示意图。图2是采用基于直线运动的天线增益方向图测量方法的一种应用场景中的测试示意图。图3是本专利技术另一实施例基于直线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，其特征在于，包括：S1：将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离OB，其中，O表示所述被测天线的固定点；S2：根据所述被测天线的角度测量范围α在与所述被测天线的中心法线方向垂直的方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动轨迹AC＝2·OB·tan(α/2)；S3：将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心；S4：在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平P0,根据所述射频功率电平P1计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P0′，所述等效功率P0′＝P0+20log10[λ/4π(OA‑BO)]，其中，20log10[λ/4π(OA‑BO)]为电磁波在空间传输随距离OA‑BO后的衰减，λ为电磁波的波长；S5：控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平PN,根据所述射频功率电平PN计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率PN′，所述等效功率PN′＝PN+20log10[λ/4π(OTN‑BO)]，其中，TN为参考天线位移后的位置，位移距离SN＝OB·tan[α/2‑(N‑1)Δα]‑OB·tan(α/2‑NΔα)，N＝1,2,3,…,i,…,k，i＝k/2,i·Δα＝α/2；S6：根据所述等效功率P0′和PN′计算相应角度下所述被测天线的发射增益，并根据所述发射增益得到所述角度测量范围α内被测天线的发射增益方向图。...

【技术特征摘要】
1.一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，其特征在于，包括：S1：将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离OB，其中，O表示所述被测天线的固定点；S2：根据所述被测天线的角度测量范围α在与所述被测天线的中心法线方向垂直的方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动轨迹AC＝2·OB·tan(α/2)；S3：将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心；S4：在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平P0,根据所述射频功率电平P0计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P0′，所述等效功率P0′＝P0+20log10[λ/4π(OA-BO)]，其中，20log10[λ/4π(OA-BO)]为电磁波在空间传输随距离OA-BO后的衰减，λ为电磁波的波长；S5：控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平PN,根据所述射频功率电平PN计算以所述固定点O为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率PN′，所述等效功率PN′＝PN+20log10[λ/4π(OTN-BO)]，其中，TN为参考天线位移后的位置，位移距离SN＝OB·tan[α/2-(N-1)Δα]-OB·tan(α/2-NΔα)，N＝1,2,3,…,i,…,k，i＝k/2,i·Δα＝α/2；S6：根据所述等效功率P0′和PN′计算相应角度下所述被测天线的发射增益，并根据所述发射增益得到所述角度测量范围α内被测天线的发射增益方向图。2.根据权利要求1所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，在所述S5步骤中，所述在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角包括：利用全站仪对固定点O进行自动对准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OTN，同时控制承载所述参考天线的水平转台转动角度Δα。3.根据权利要求1所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，所述被测天线在参考天线每次位移后均由相同的信号源提供激励信号。4.根据权利要求1所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，所述远场测量距离OB大于2D2/λ，其中，D为所述被测天线物理口径的最大尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏渊红，
申请(专利权)人：成都天衡电科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51