【附圖說(shuō)明】
[0047]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0048]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)連接示意圖；
[0049] 圖2是本發(fā)明快速測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖3是本發(fā)明快速測(cè)量裝置掃描機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051 ]圖4是本發(fā)明一維移動(dòng)計(jì)算公式中的變量示意圖；
[0052] 圖5是本發(fā)明二維移動(dòng)計(jì)算公式中的變量示意圖；
[0053] 圖6是實(shí)施例1不同頻率下測(cè)得的陣列天線主輻射面的方向圖；
[0054] 圖7是實(shí)施例1待測(cè)天線分別通過(guò)本發(fā)明方法、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量法測(cè)得的對(duì)比方向圖；
[0055] 圖8是實(shí)施例2測(cè)得的陣列天線的三維輻射方向圖；
[0056] 圖9是實(shí)施例2通過(guò)本發(fā)明方法、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量法測(cè)得的待測(cè)天線垂直面對(duì)比方向圖；
[0057] 圖10是實(shí)施例2正交極化方向圖；
[0058]圖11是實(shí)施例2增益方向圖；
[0059]圖中各標(biāo)號(hào)為：1、待測(cè)天線，2、操作臺(tái)，3、底座，4、支架，5、探頭，6、水平移動(dòng)架，7、 驅(qū)動(dòng)器;I、主控計(jì)算機(jī)，π、發(fā)信機(jī)，m、收信機(jī)，IV、射頻開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施例不是本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制。
[0061] 對(duì)于定向陣列天線來(lái)說(shuō)，天線的主要輻射場(chǎng)透過(guò)主輻射面輻射出去，而背面的輻 射相對(duì)非常小，與主輻射面的輻射相比幾乎可以忽略不計(jì)。因此，本發(fā)明方法簡(jiǎn)化了測(cè)量范 圍，僅測(cè)量陣列天線主輻射面的輻射特性指標(biāo)，大大簡(jiǎn)化了測(cè)量工作量。
[0062] 對(duì)天線生產(chǎn)廠家而言，天線的質(zhì)量測(cè)量，并不需要對(duì)天線的所有輻射指標(biāo)進(jìn)行精 確的測(cè)量;而主要測(cè)量其主瓣方向、波瓣寬度、增益等基本指標(biāo)，只要這些基本指標(biāo)滿足要 求，即意味著天線的單元的饋電幅度、相位控制是正確的，生產(chǎn)出的天線質(zhì)量是合格的。因 此，本發(fā)明方法精簡(jiǎn)了要檢測(cè)的輻射特性參數(shù)，只選用主要幾個(gè)基本指標(biāo)。當(dāng)廠家生產(chǎn)線性 陣列時(shí)，最關(guān)注的往往是軸線V面方向圖，僅需要測(cè)量天線主輻射面內(nèi)沿軸線分布的一維口 面近場(chǎng)，就可以推算出V面方向圖，使本方法得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
[0063] -種陣列天線輻射特性的快速測(cè)量方法，利用發(fā)信機(jī)向待測(cè)天線發(fā)射信號(hào)，由一 定軌跡移動(dòng)的探頭接收信號(hào)并傳回收信機(jī)，經(jīng)主控計(jì)算機(jī)計(jì)算輸出口面近場(chǎng)值，再根據(jù)口 面近場(chǎng)值計(jì)算出待測(cè)天線的方向函數(shù);通過(guò)待測(cè)天線的方向函數(shù)，得出主瓣寬度、旁瓣電 平、主瓣方向、零深電平、交叉極化比、絕對(duì)增益這些輻射特性參數(shù)數(shù)值。
[0064] 具體測(cè)量步驟為：
[0065] A、在主控計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)信機(jī)將發(fā)射信號(hào)發(fā)送至待測(cè)天線，位于待測(cè)天線上 方口面的探頭接收待測(cè)天線發(fā)射的電磁場(chǎng)值，通過(guò)收信機(jī)傳輸?shù)街骺赜?jì)算機(jī)，經(jīng)主控計(jì)算 機(jī)的計(jì)算，輸出待測(cè)天線口面近場(chǎng)值；
[0066] 在測(cè)量過(guò)程中，探頭的移動(dòng)軌跡包括一維直線式移動(dòng)和二維網(wǎng)格式移動(dòng)。若待測(cè) 天線為單端口，探頭在主控計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿著待測(cè)天線主輻射面呈一維直線式移動(dòng);若 待測(cè)天線為多端口，探頭在主控計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿著待測(cè)天線主輻射面呈二維網(wǎng)格式移 動(dòng)。
[0067] 探頭的移動(dòng)軌跡由測(cè)量人員根據(jù)待測(cè)天線的各個(gè)單元點(diǎn)位置通過(guò)主控計(jì)算機(jī)提 前設(shè)定好。
[0068] B、將口面近場(chǎng)值通過(guò)特定的公式轉(zhuǎn)化為待測(cè)天線的方向函數(shù)；
[0069] ①當(dāng)探頭以一維直線式移動(dòng)時(shí)，待測(cè)陣列天線的方向函數(shù)F(0)為：
[0071]②當(dāng)探頭以二維網(wǎng)格式移動(dòng)時(shí)，待測(cè)陣列天線的方向圖F(0)為：
[0073] C、由待測(cè)天線方向函數(shù)得出陣列天線主輻射面的輻射特性參數(shù)；
[0074] ①根據(jù)待測(cè)天線的方向函數(shù)繪制出方向圖，由方向圖中直接讀取待測(cè)天線的主瓣 寬度、旁瓣電平、主瓣方向、零深電平；
[0075] ②分別在探頭的極化方式與待測(cè)天線的極化方式相同和正交情況下測(cè)試，得到同 極化方向函數(shù)和交叉極化方向函數(shù)，相比較后得到待測(cè)天線的交叉極化比參數(shù)；
[0076] ③測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)增益天線的方向函數(shù)，比較標(biāo)準(zhǔn)增益天線的方向函數(shù)的最大值和待測(cè) 天線的方向函數(shù)的最大值，得到待測(cè)天線的絕對(duì)增益。
[0077] 本發(fā)明方法的測(cè)量空間為普通非暗室環(huán)境，沒有特殊條件限制。本發(fā)明的測(cè)量裝 置，包括掃描機(jī)構(gòu)、發(fā)信機(jī)Π 、收信機(jī)ΙΠ 、射頻開關(guān)V和主控計(jì)算機(jī)I，所述發(fā)信機(jī)Π 、收信機(jī) m和掃描機(jī)構(gòu)分別與控制其運(yùn)行的主控計(jì)算機(jī)I相連，所述發(fā)信機(jī)π還與待測(cè)天線1的測(cè)試 接頭相連，用于在主控計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)下向待測(cè)天線1發(fā)射電磁信號(hào)。所述掃描機(jī)構(gòu)用于探測(cè)待 測(cè)天線1的發(fā)射信號(hào)，并將信號(hào)數(shù)據(jù)傳至與其相連的收信機(jī)m上。所述收信機(jī)m采集接收信 號(hào)數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到相連的主控計(jì)算機(jī)I上。所述主控計(jì)算機(jī)I控制掃描機(jī)構(gòu)、發(fā)信機(jī) π、收信機(jī)m，同時(shí)處理分析得到的數(shù)據(jù)，計(jì)算輸出待測(cè)天線的口面近場(chǎng)值。在發(fā)信機(jī)π與 待測(cè)天線的端口之間設(shè)置一射頻開關(guān)IV，待測(cè)天線的多個(gè)端口分別與射頻開關(guān)IV相連后， 通過(guò)主控計(jì)算機(jī)I控制轉(zhuǎn)換射頻開關(guān)IV的工作線路，不用進(jìn)行線路的拆裝連接就可實(shí)現(xiàn)對(duì) 待測(cè)天線主輻射面的全部掃描。射頻開關(guān)IV可選用雙刀八擲開關(guān)。
[0078] 所述掃描機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，包括操作臺(tái)2、底座3、水平移動(dòng)架6和探頭5。 所述操作臺(tái)2固定設(shè)置在地面上，操作臺(tái)2的頂面為一水平面，用于放置待測(cè)天線1。所述底 座3放置在操作臺(tái)2的側(cè)邊，底座3的底端設(shè)置方便移動(dòng)的滾輪，將底座3放置到合適的位置 后，通過(guò)螺栓固定設(shè)置在地面。所述水平移動(dòng)架6設(shè)置在底座3上，水平移動(dòng)架6上固定設(shè)置 支架4,探頭5安裝在支架4位于放置待測(cè)天線1的操作臺(tái)2上方的一側(cè)。探頭5與收信機(jī)ΙΠ 進(jìn) 行連接，通過(guò)水平移動(dòng)架6控制移動(dòng)，在待測(cè)天線1的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)收集電磁信號(hào)。
[0079] 所述底座3為方形框架結(jié)構(gòu)，在底座3的頂部設(shè)置氣缸，所述氣缸豎直布置，氣缸的 缸體固定在底座3上；氣缸的活塞桿上固定設(shè)置一高度調(diào)整塊，所述高度調(diào)整塊為方板結(jié) 構(gòu)，為保證高度調(diào)整塊的水平穩(wěn)定，氣缸設(shè)置多個(gè)，均布在高度調(diào)整塊的底部。
[0080] 所述水平移動(dòng)架6固定設(shè)置在高度調(diào)整塊上，水平移動(dòng)架6包括導(dǎo)軌和滑塊。所述 導(dǎo)軌水平布置，包括橫向移動(dòng)導(dǎo)軌和縱向移動(dòng)導(dǎo)軌，橫向移動(dòng)導(dǎo)軌與縱向移動(dòng)導(dǎo)軌在同一 水平面上相互垂直。所述滑塊嵌裝在導(dǎo)軌內(nèi)，滑塊上固定設(shè)置支架4,滑塊同時(shí)還與驅(qū)動(dòng)器7 相連，驅(qū)動(dòng)器7與主控計(jì)算機(jī)I連接，在主控計(jì)算機(jī)I控制下，驅(qū)動(dòng)器7帶動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)滑 移，調(diào)整移動(dòng)方向和移動(dòng)距離，進(jìn)而帶動(dòng)支架4及其上面的探頭5移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)探頭在天線上方 任意坐標(biāo)位置的移動(dòng)、掃描。
[0081 ]所述支架4包括豎桿和橫桿，所述豎桿豎直布置固定設(shè)置在水平移動(dòng)架6上，所述 橫桿水平橫置在豎桿的上部，橫桿的一端與豎桿固定相連;橫桿的另一端固定連接探頭5， 探頭5的工作面垂直向下布置。由于支架4的一部分位于天線1的正上方，為防止金屬對(duì)信號(hào) 造成干擾，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確，支架4采用非金屬制得。在豎桿與橫桿之間固定設(shè)置傾斜 布置的拉桿，用于保持橫桿呈水平狀態(tài)，使得探頭5豎直向下，與天線的主輻射面相互垂直。 拉桿的一端固定連接在豎桿的頂端;拉桿的另一端與橫桿設(shè)置探頭的一端相連接的拉桿。 [0082] 實(shí)施例1
[0083] 使用本發(fā)明方法對(duì)一副單端口天線進(jìn)行測(cè)量，該天線長(zhǎng)1.5米，待測(cè)天線頻率為 1710~2170MHz，設(shè)計(jì)增益為主瓣寬度5度，主瓣方向2度。
[0084] 本實(shí)施例中探頭采用一維直線移動(dòng)掃描。所述探頭的一維直線移動(dòng)是沿待測(cè)天線 的中軸線移動(dòng)，探頭掃描范圍為待測(cè)天線的軸向長(zhǎng)度。探頭的測(cè)量采樣間隔為50_，測(cè)量采 樣點(diǎn)數(shù)共計(jì)30個(gè)。
[0085] 具體測(cè)量步驟為：
[0086] A、在主控計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，收發(fā)信機(jī)將發(fā)射信號(hào)發(fā)送至待測(cè)天線，探頭在天線口 面附近沿中軸線移動(dòng)，并在測(cè)量點(diǎn)上接收待測(cè)天線發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)收信機(jī)接收機(jī)傳送到主 控計(jì)算機(jī)，經(jīng)主控計(jì)算機(jī)的計(jì)算，輸出待測(cè)天線口面近場(chǎng)值；
[0087] B、主控計(jì)算機(jī)獲取口面近場(chǎng)值后，利用公式計(jì)算待測(cè)陣列天線的方向函數(shù)，
[0089] 式中，
[0090] d是探頭掃描點(diǎn)間距；
[0091] Θ是場(chǎng)點(diǎn)與陣軸的夾角；
[0093] j為標(biāo)準(zhǔn)虛數(shù)單位(-1的開平方）；
[0094] N是取樣點(diǎn)數(shù)，η指的是第η個(gè)取樣點(diǎn)；
[0095] Tn=Tn,raal+jTn,imag，是探頭在每個(gè)取樣點(diǎn)處得到的口面場(chǎng)值。
[0096] C、根據(jù)待測(cè)天線的方向函數(shù)繪制出方向圖，如圖6所示。圖6給出了該天線的高中 低三個(gè)頻率的測(cè)試方向圖，從圖中可以讀出，待測(cè)天線的主瓣寬度為4.8-5.5度，主瓣