天线近场测量技术综述

• 天线测量技术

天线工程一问世，天线侧量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否.随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于
实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法.然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用.为了减小探头与被
测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用于离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场侧量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前.四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进人了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据;与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进人了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段.

• 近场测量技术

在离开被测体3一5人(入为工作波长)距离上，用一个电特性已知的探头在被测体近区某一平面或曲面上扫描抽样(按照取样定理进行抽样)电磁场的幅度和相位数据，再经过严格的数学变换(快速傅立叶变换，FastFourierTransform，简写为FFT)计算出被测体远区场的电特性，这一技术称之为近场测量技术。若被测体是辐射体(通常是天线)，则称之为辐射近场测量(RadiationNearFieldMeasurement):当被测体是散射体时，则称之为散射近场测量(NearFieldSeatteringMeasurement)。对辐射近场测量而言，根据取样表面的不同，可分为平面扫描技术，柱面扫描技术和球面扫描技术。同理，对散射近场测量来说，也相应的有平面、柱面、球面散射近场测量。

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  近场测量的特点

近场测量方法自本世纪七十年代以来主要用于天线测量(辐射问题测量)，
它在待测天线(AntennaUnderTest，简写为AUT)的近区内作数据采样。该法
与常规的天线远场测量相比，具有以下优点:
(l)近场测量法成本低，且算得的远场方向图的精度比直接的远场测量精度
要高的多。
(2)其信息量大，做一次测量就可以得到一个较大立体角域的三维方向图，
(3)用这种方法测量大天线时，消除了远场尺寸的限制，克服了建造大型测
试场的困难。
(4)近场测量可以在室内进行，排除了天气的因素，可以全天候工作。
(5)整个测量过程都是在计算机控制下自动完成的，具有较高的保密性。鉴于这些独特的优点，天线近场测量的方法已成为鉴定天线电指标比较可靠的方法，天线界的学者们公认它可以作为现代天线测量的标准。近年来，近场测量还用来检测反射面天线的表面精度，逆推天线的口径场分布，对阵列单元是否失效做出“诊断”，尤其是国外已用它来做低或超低副瓣天线的方向图测量。

近场测量的技术研究从五十年代发展至今，其研究方向大致经历四个阶段，如表1所示.

1950-x1961年│无探头修正的实验探索阶段

1961一1965年│探头修正理论的研究阶段

1965一1975年│实验验证探头修正理论阶段

1975~至今 │技术推广阶级