【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信，具体涉及一种基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法。
技术介绍
1、随着移动通信和卫星导航等无线技术的迅速发展，天线已成为无线设备中不可或缺的关键组件。这一变化不仅推动了无线通信的普及和应用，还对天线的设计和性能提出了更高的要求。在众多天线性能参数中，增益是天线的核心指标之一，对通信系统的整体运行质量具有显著影响。增益不仅反映了天线在特定方向上的辐射能力，还关系到信号的覆盖范围和传输效率。因此，精确测量天线增益对优化无线通信系统的性能至关重要。
2、对天线精度和性能指标的要求，使得天线测试在设计过程中愈发重要，而高精度的测量方法也越来越受到广泛关注。对于电大尺寸天线而言，应用传统的远场测试方法需要足够大的测试空间，在部分情况下很难满足。为了解决这一问题，近场测量方法应运而生，并成为国内外广泛采用的现代测试技术。其中，平面近场测量方法能够在近场区域获取天线的电磁场分布数据，从而通过数学处理推导出天线的远场特性，凭借其模型简单和采样便捷的优势被广泛应用在天线的近场测量中。
3、在利用平面近场获取天线场分布并计算性能指标时，采样面大小和采样间隔都会对测量精度产生显著影响。在应用平面近场技术计算待测天线增益时，随着采样平面的减小，增益误差会逐渐增大。尤其当采样面小于待测天线口面尺寸时，增益误差会显著恶化，导致计算得到的增益值缺乏参考价值。这一现象的根本原因在于，较小的采样面积会丢失部分场信息，当采样面无法涵盖足够的场信息时，增益结果的可靠性就会受到影响。与此同时，盲目增大采样面积虽然可以改善测
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种能够在有限采样面积条件下实现对天线增益的准确测定方法。该方法的核心在于，通过构建一个虚拟阵列模型，使其近场生成的场分布能够匹配实际小采样面所得到的场分布数据。基于此模型，将反演求解出虚拟阵列的幅度与相位分布，进而实现将小面积采样区域的场信息有效扩展至更大空间。
2、本专利技术提供的技术方案为一种基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法，包括：
3、（1）获取采集到的有限截面场分布、采样距离和待测天线口面尺寸；
4、（2）构建虚拟等效阵列模型，并且满足虚拟阵列模型尺寸大于原待测天线口面尺寸，建立正向传输矩阵；
5、（3）根据计算得到满足有限截面场分布的激励分布，并调整虚拟等效阵列的激励为，使虚拟等效阵列的正向场分布与原始的有限截面场分布匹配；
6、（4）构建扩展平面的正向传输矩阵，由计算得到扩展平面场分布；
7、（5）通过扩展平面场分布进行增益值的计算。
8、优选地，利用自由空间格林函数构建正向传输矩阵，表示为，其中表示虚拟阵列模型的复电场远场方向图。
9、优选地，以理想点源阵列作为等效阵列，正向传输矩阵等价于自由空间格林函数。
10、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
11、（1）通过构建一个虚拟阵列模型对待测天线进行等效，进而实现将小面积采样区域的场信息有效扩展至更大空间，解决了平面近场在采样范围不足的情况下增益计算不准确的问题；
12、（2）所提方法同时也降低了采样面积的大小，能够在小采样面积下得到准确的增益结果，降低了对测试环境的需求，大大提高了测试效率；
13、（3）所提方法构建的虚拟阵列的阵元选取灵活，可以选用诸如理想点源，偶极子天线，波导天线，vivaldi天线等任意天线。排布方式也适配任意排布类型的阵列，如矩形均匀排布，圆形排布，多边形排布以及随机分布等；
14、（4）本专利技术提出的方法实现灵活，适用性强。
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1.一种基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法，其特征在于，利用自由空间格林函数构建正向传输矩阵，表示为，其中表示虚拟等效阵列模型的复电场远场方向图。
3.根据权利要求2所述的基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法，其特征在于，以理想点源阵列作为等效阵列，正向传输矩阵等价于自由空间格林函数。
【技术特征摘要】
1.一种基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于有限平面近场采样外扩的增益计算方法，其特征在于，利用自由空间格林函数构建正向传输矩阵，表示为...
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