[科普中国]-远场天线测量技术

天线远场测量系统

天线测量的最根本原理是通过源天线发射平面波，到达被测天线后通过测量天线的接受参数，最终得到被测天线的性能。在传统的天线远场测量系统中，一般把被测天线放置在距源天线比较高的高架上，使得从源天线发射的球面波，经过足够远的距离后能展开得比较大，可以近似为平面波，如图所示。

新型天线远场测量系统是一套软硬件结合的复杂系统，硬件部分主要包括控制系统，射频系统，以及机械子系统。其中工控机对驱动器，运动控制器以及伺服电机进行控制实现对天线方位，姿态的调整。通过GPIB接口对矢网的控制中完成测试中信号的发射、接受、数据采集、存储和传输。软件处理部分完成对远场测量数据的分析，获得远场方向图，增益等天线参数。

远场天线测量场地天线测试场是鉴定和测试天线参数的空间区域。通讯、雷达等用途的天线，天线参数都是在远区条件下测试得到的。要对其进行测量需要满足远区条件，即用一个理想均匀平面波照射待测天线。这也是天线测试场设计与鉴定的基本思想。

天线测试场需要满足最小测试距离的要求，同时还应尽量避免周围地形地物的影响从而比较真是地模拟自由空间；这样的测试场按照原理可以归为两大类：自由空间测试场、地面反射测试场；其中自由空间测试场又可以分为高架天线测试场、斜天线测试场和微波暗室。

近远场变换远场天线测量技术是为了得到远场方向图来进行分析。但是远场天线测量技术所需场地和环境要求较高，不易实现。所以，新的近远场变换技术很好的解决了这个问题。因为近场测量所需要的测量距离很小，所以受到的外部环境的干扰也很小，精度比较高，保密性也有保障，最重要的是可以不受天气影响进行全天候不停时的测试。还可以进行各种电磁环境的仿真，然后通过精密的数学分析计算，对测量中产生的误差进行有效性补偿，所以这种测量方法的精确性远远高于远场测量。然后通过近远场变换算法，来得到远场方向图。1

最小距离准则

其中D为被测天线最大口径尺寸，为波长。