
- 近場測試系統
天線的近場測量指的是測量探頭在天線的輻射近場區域內(天線在空間輻射的場可以通過距離的大小劃分為三個區域,在(0~λ/2π)內是電抗近區,在(λ/2π~2D^2/λ)內是輻射近區,在(2D^2/λ~+∞)內是輻射遠區)。因為近場測量所需要的測量距離很小,所以受到的外部環境的干擾也很小,精度比較高,保密性也有保障,最重要的是可以不受天氣影響進行全天候不停時的測試。還可以進行各種電磁環境的仿真,然后通過精密的數學分析計算,對測量中產生的誤差進行有效性補償,所以這種測量方法的精確性遠遠高于遠場測量。但是,近場測量也有不足之處,測量設備由于其高精度性,造成了設備造價很高,耗時也比較長,這是近場測量技術發展過程和實際應用中的一點阻礙。
近遠場變換中,不可避免會出現誤差。在近場測量的主要誤差源總共有18項,大致分為四種:探頭系統的誤差源,測試環境的誤差源,測量儀器的誤差源和隨機誤差及計算誤差源。目前,對于平面測量技術來說,國內外學者已經研究比較透徹,通過進行仿真模擬,數學分析,實驗測量等方法,對不同種類的誤差源引起的對遠場方向圖的影響進行實際分析,然后對不同誤差采用不同的補償方法來進行修正。現在所熟知的主要補償技術有:熱漂移補償,阻抗適配補償,探頭位置補償,電纜擾動補償,掃描面截斷補償,采樣補償,探頭與天線間多重反射補償,系統相位補償,噪聲與接收機補償,環境散射補償,隨機誤差補償,串擾與泄漏補償,組合不確定度補償等。
- 遠場測試系統
天線測量的最根本原理是通過源天線發射平面波,到達被測天線后通過測量天線的接收參數,最終得到被測天線的性能。在傳統的天線遠場測量系統中,一般把被測天線放置在距源天線比較高的高架上,使得從源天線發射的球面波,經過足夠遠的距離后能展開得比較大,可以近似為平面波,如圖所示。
新型天線遠場測量系統是一套軟硬件結合的復雜系統,硬件部分主要包括控制系統,射頻系統,以及機械子系統。其中工控機對驅動器,運動控制器以及伺服電機進行控制實現對天線方位,姿態的調整。通過GPIB接口對矢網的控制中完成測試中信號的發射、接受、數據采集、存儲和傳輸。軟件處理部分完成對遠場測量數據的分析,獲得遠場方向圖,增益等天線參數。
天線測試場是鑒定和測試天線參數的空間區域。通訊、雷達等用途的天線,天線參數都是在遠區條件下測試得到的。要對其進行測量需要滿足遠區條件,即用一個理想均勻平面波照射待測天線。這也是天線測試場設計與鑒定的基本思想。
天線測試場需要滿足最小測試距離的要求,同時還應盡量避免周圍地形地物的影響從而比較真是地模擬自由空間;這樣的測試場按照原理可以歸為兩大類:自由空間測試場、地面反射測試場;其中自由空間測試場又可以分為高架天線測試場、斜天線測試場和微波暗室。


