專利名稱：一種均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)向天線的電磁干擾的測(cè)試方法，更特別地說(shuō)，是指一種對(duì)測(cè)向設(shè)備中的均勻圓陣測(cè)向天線進(jìn)行接收互阻抗測(cè)試、以及對(duì)測(cè)向設(shè)備中的均勻圓陣測(cè)向天線的互耦進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)線電測(cè)向是利用無(wú)線電定向設(shè)備確定正在工作的無(wú)線電輻射源方位的過(guò)程，是電磁頻譜管理的重要內(nèi)容，是對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行分選、識(shí)別的重要依據(jù)。陣列天線尤其是均勻圓陣測(cè)向天線在無(wú)線電測(cè)向中具有廣泛的應(yīng)用，包括比幅、比相、相關(guān)干涉儀、空間譜估計(jì)等測(cè)向體制都是利用不同陣元之間的幅度、相位等信息估計(jì)來(lái)波方向。在這些測(cè)向體制中，通常都認(rèn)為陣中各陣元是理想工作而互不干擾的。實(shí)際上，在陣列天線中，每一個(gè)陣元都是開(kāi)放型電路，各陣元之間并不是完全隔離的，而是存在著相互影響，即互耦效應(yīng)?；ヱ睢ば?yīng)是天線陣，尤其是小間距天線陣一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，對(duì)測(cè)向設(shè)備的系統(tǒng)性的優(yōu)劣具有決定性作用。由于互耦效應(yīng)，當(dāng)均勻圓陣測(cè)向天線處于接收時(shí)，每個(gè)陣元的接收信號(hào)不僅是對(duì)入射平面波的響應(yīng)，而且包括對(duì)周圍陣元引起散射場(chǎng)的響應(yīng)，因此互耦效應(yīng)的存在將增大測(cè)向設(shè)備的測(cè)向誤差，降低測(cè)向精度，必須考慮采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施來(lái)提高測(cè)向設(shè)備的測(cè)向精度。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，2004年，Hon Tai Hui在IEEEANTENNAS ANDWIRELESS PROPAGATION (天線和無(wú)線傳播)LETTERS 第 3 卷發(fā)表了 “A New Definition ofMutual Impedance for Application inDipole Receiving Antenna Arrays (一種應(yīng)用于偶極子接收天線陣列的新互阻抗定義)”，該文提出了區(qū)別于傳統(tǒng)互阻抗定義的“接收互阻抗”的概念，基于此建立了精確的接收天線陣列的互耦模型，以及兩陣元情況下的如何測(cè)試得到接收互阻抗。2004 年 5 月，Hon Tai Hui 在 IEEETRANSACTIONS ON ANTENNAS ANDPROPAGATION (天線和傳播)52 卷第 5 期發(fā)表了 “A Practical Approach to Compensatefor the MutualCoupling Effect in an Adaptive Dipole Array (一種補(bǔ)償偶極子陣列互耦影響的實(shí)用方法)”，該文提出了基于接收互阻抗理論的陣列天線互耦補(bǔ)償模型，可以實(shí)現(xiàn)多元陣列天線互耦的準(zhǔn)確補(bǔ)償，但需要對(duì)陣列天線的接收互阻抗數(shù)據(jù)精確已知。2010 年，H. S. Lui 在 IET Microw. Antennas Propag.第 4 卷發(fā)表了 “Improvedmutual coupling compensation in compact antenna arrays
耦補(bǔ)償)”，該文提出了基于多角度測(cè)試得到陣列天線精確的互阻抗數(shù)據(jù)的方法，該方法的不足在于需要從陣元個(gè)數(shù)減一個(gè)方向設(shè)置水平方向來(lái)波，并需精確記錄每次來(lái)波情況下各個(gè)陣元互耦和去除互耦的天線端口電壓值，其測(cè)試步驟繁瑣。西安電子科技大學(xué)出版社于2011年11月第I版出版的《無(wú)線電監(jiān)測(cè)與測(cè)向定位》，作者張洪順。在第五章的第一節(jié)的第二小節(jié)中公開(kāi)了測(cè)向設(shè)備的組成，如圖1所示，圖中，測(cè)向設(shè)備包括有測(cè)向天線、測(cè)向信道接收機(jī)和測(cè)向終端處理機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決測(cè)向設(shè)備中均勻圓陣測(cè)向天線的各個(gè)陣元的互耦效應(yīng)對(duì)測(cè)向設(shè)備的測(cè)向精度造成的影響，本發(fā)明提出了一種適用于測(cè)向設(shè)備的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試以及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)。該均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試通過(guò)設(shè)置一個(gè)任意水平來(lái)波方向，測(cè)試得到的所有陣元互耦效應(yīng)作用下的天線端口電壓和去除互耦效應(yīng)作用下的天線端口電壓，根據(jù)接收互阻抗理論建立均勻圓陣接收互阻抗矩陣；然后利用均勻圓陣接收互阻抗矩陣在測(cè)向設(shè)備工作時(shí)，在測(cè)向終端處理機(jī)上在滿足工作頻點(diǎn)下進(jìn)行互耦補(bǔ)償，從而使得測(cè)向設(shè)備輸出的示向度更精確。本發(fā)明的一種均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的發(fā)射天線通過(guò)射頻電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口連接，均勻圓陣測(cè)向天線中的任意一個(gè)陣元通過(guò)射頻電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口連接，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線連接；為了解決測(cè)向設(shè)備中均勻圓陣測(cè)向天線的各個(gè)陣元的互耦效應(yīng)對(duì)測(cè)向設(shè)備的測(cè)向精度造成的影響，所述計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試得到的S21參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理的互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)；所述互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)包括有接收互阻抗模型建立單元、獲取
陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧@取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧?、?gòu)建互耦電壓矩陣單元、構(gòu)建互耦電流矩陣單元、構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元；接收互阻抗模型建立單元一方面通過(guò)設(shè)置不同來(lái)波水平角Θ，另一方面獲得在所述來(lái)波水平角Θ、在同一工作頻點(diǎn)下對(duì)均勻圓陣測(cè)向天線進(jìn)行測(cè)試時(shí)的接收互阻抗數(shù)值；獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)對(duì)每個(gè)連接有假負(fù)載的陣元的電壓值采集，構(gòu)成相關(guān)S21參數(shù)的有負(fù)載端口電壓VV = IV1, V2,…，VJ ；獲取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)對(duì)每個(gè)陣元的電壓值采集，構(gòu)成相關(guān)S21參數(shù)的無(wú)負(fù)載端口電壓UU = IU1, U2,…，UJ ；構(gòu)建互耦電壓矩陣單元依據(jù)均勻圓陣測(cè)向天線個(gè)數(shù)的奇偶數(shù)構(gòu)建不同的互耦電壓矩陣；構(gòu)建互耦電流矩陣單元依據(jù)均勻圓陣測(cè)向天線個(gè)數(shù)的奇偶數(shù)構(gòu)建不同的互耦電流矩陣；構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元利用帶狀和循環(huán)特性獲得均勻圓陣測(cè)向天線的接收互阻抗矩陣頂P = {IMP IWim}0本發(fā)明互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于①在存有接收互阻抗矩陣數(shù)據(jù)的相應(yīng)頻點(diǎn)，能夠精確地對(duì)未知來(lái)波方向的信號(hào)在均勻圓陣測(cè)向天線產(chǎn)生的陣列接收信號(hào)進(jìn)行互耦補(bǔ)償。②僅需要設(shè)置一個(gè)任意來(lái)波水平角測(cè)試得到的所有陣元互耦作用下的天線端口電壓和去除互耦作用下的天線端口電壓就可得到該頻點(diǎn)的接收互阻抗矩陣，測(cè)試工作量小。③使得均勻圓陣測(cè)向天線的間距可以變得很小，減小車載或便攜式均勻圓陣測(cè)向天線體積。④本發(fā)明可用于均勻圓陣測(cè)向天線的互阻抗測(cè)試，也可用于比幅、比相、相關(guān)干涉儀、空間譜估計(jì)等測(cè)向體制可能使用的均勻圓陣測(cè)向天線的互耦補(bǔ)償，提高測(cè)向精度。


圖1是傳統(tǒng)測(cè)向設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2A是本發(fā)明的均勻圓陣測(cè)向天線的布局示意圖。圖3是本發(fā)明的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及補(bǔ)償?shù)牧鞒虉D。圖4是采用本發(fā)明方法進(jìn)行互耦補(bǔ)償與未進(jìn)行互耦補(bǔ)償?shù)臏y(cè)向結(jié)果對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提出的方法是對(duì)現(xiàn)有測(cè)向設(shè)備，在進(jìn)行測(cè)向時(shí)出現(xiàn)的測(cè)向天線互耦效應(yīng)造成的影響進(jìn)行的改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)均勻圓陣測(cè)向天線的接收互阻抗進(jìn)行測(cè)試，本發(fā)明搭建了能夠滿足一種均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試和互耦補(bǔ)償?shù)幕プ杩箿y(cè)試系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括有計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)分析儀、均勻圓陣測(cè)向天線和發(fā)射天線；所述計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試得到的S21參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理的互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，該互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)采用Matlab 2009b軟件編程得到。所述計(jì)算機(jī)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。最低配置為CPU2GHZ，內(nèi)存2GB，硬盤60GB ;操作系統(tǒng)為windows XP或以上版本。計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行Matlab 2009b軟件。均勻圓陣測(cè)向天線為如圖1所示的測(cè)向設(shè)備中的均勻圓陣測(cè)向天線。本發(fā)明設(shè)計(jì)的能夠滿足均勻圓陣測(cè)向天線，接收互阻抗測(cè)試和互耦補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)包括有接收互阻抗模型建立單元、獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧?、獲取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧?、?gòu)建互耦電壓矩陣單元、構(gòu)建互耦電流矩陣單元、構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元。接收互阻抗測(cè)試和互耦補(bǔ)償系統(tǒng)按照?qǐng)D3所示的流程進(jìn)行操作。(一)接收互阻抗模型建立單元參見(jiàn)圖2所示，在本發(fā)明中，均勻圓陣測(cè)向天線包括有第一個(gè)陣元ele1、第二個(gè)陣
元ele2、......、最后一個(gè)陣元elei; i表示陣元的標(biāo)識(shí)號(hào)(同時(shí)也是陣元的總數(shù)i彡2)。為
了方便說(shuō)明下文表述，最后一個(gè)陣元elei也稱為任意一個(gè)陣元。為了得到準(zhǔn)確的接收互阻抗數(shù)值，除與網(wǎng)絡(luò)分析儀連接的陣元外，其余陣元需要連接一阻抗匹配的假負(fù)載。第一個(gè)陣元elei連接的假負(fù)載記為ZM，第二個(gè)陣元ele2連接的假負(fù)載記為Z"，、……、最后一個(gè)陣元eiei連接的假負(fù)載記為\十對(duì)于所有陣元連接的假負(fù)載采用集合形式的表達(dá)為TL、={ZL-1，ZL_2, ...，ZL_j}。參見(jiàn)圖2所示，在本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)分析儀選用安捷倫科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為Agilent 8719D的分析儀。設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀中信號(hào)發(fā)生器的任意一個(gè)工作頻點(diǎn)記為/&(單位MHz)、信號(hào)輸出功率記為Wna(單位dBm)。網(wǎng)絡(luò)分析儀中信號(hào)發(fā)生器的第一個(gè)工作頻點(diǎn)記為/^、網(wǎng)絡(luò)分析儀中信號(hào)發(fā)生器的第二個(gè)工作頻點(diǎn)記為/ …···、網(wǎng)絡(luò)分析儀中信號(hào)發(fā)生器的第R個(gè)工作頻點(diǎn)記為Jt4，R表示工作頻點(diǎn)的個(gè)數(shù)。一般地，輸出功率Wna = OdBm,也就是功率為 lmW。假定= 400MHz ,/；；, = 5ΜΗζ，···.··,/；；, = 900MHz。工作頻點(diǎn)為依據(jù)測(cè)向設(shè)備的主要工作頻段而選取。參見(jiàn)圖2所示，在本發(fā)明中，發(fā)射天線可以選用IOkHz 220MHzEFG_3D電場(chǎng)發(fā)生器、200MHz IGHz AF4000喇叭天線或者IGHz 4. 2GHzAF4510喇叭天線。發(fā)射天線是依據(jù)接收互阻抗的頻率來(lái)選取的。在本發(fā)明設(shè)計(jì)的互阻抗測(cè)試系統(tǒng)中，發(fā)射天線通過(guò)射頻電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口連接，均勻圓陣測(cè)向天線中的任意一個(gè)陣元通過(guò)射頻電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口連接，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線連接。參見(jiàn)圖2所示，發(fā)射天線與均勻圓陣測(cè)向天線之間的安裝水平距離記為D間距，所述安裝水平距離D—般為大于10倍的發(fā)射天線工作波長(zhǎng)的位置。參見(jiàn)圖2、圖2A所示，所有天線陣元構(gòu)成一個(gè)均勻圓陣測(cè)向天線陣列面，所述均勻圓陣測(cè)向天線陣列面的中心點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)0，以中心點(diǎn)O指向第一陣元為X軸，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處垂直于均勻圓陣測(cè)向天線陣列面的軸為Z軸，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處垂直于X軸和Z軸為Y 軸。來(lái)波方向與Z軸的夾角記為來(lái)波仰角供，所述來(lái)波仰角f為固定設(shè)置一個(gè)角度，通常為90度(解決低仰角條件下來(lái)波引起的均勻圓陣測(cè)向天線互耦影響)。來(lái)波方向在均勻圓陣測(cè)向天線陣列面上的投影沿逆時(shí)針?lè)较蚺cX軸的夾角記為來(lái)波水平角θ，所述來(lái)波水平角Θ在同一工作頻點(diǎn)/=下對(duì)均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試時(shí)為固定設(shè)置的一個(gè)角度，Θ為O度至360度任意選。在第一個(gè)工作頻點(diǎn)/^下的來(lái)波水平角0記為Θ1 (簡(jiǎn)稱為第一來(lái)波水平角Θ O、第二個(gè)工作頻點(diǎn)下的來(lái)波水平角Θ記為Θ 2 (簡(jiǎn)稱為第二來(lái)波水平角Θ2)、……、第R個(gè)工作頻點(diǎn)/^下的來(lái)波水平角Θ記為θκ (簡(jiǎn)稱為任意一來(lái)波水平角θκ)。在本發(fā)明中，接收互阻抗模型建立單元一方面通過(guò)設(shè)置不同來(lái)波水平角Θ，另一方面獲得在所述來(lái)波水平角Θ、在同一工作頻點(diǎn)下對(duì)均勻圓陣測(cè)向天線進(jìn)行測(cè)試時(shí)的接收互阻抗數(shù)值。(二)獲得陣元互耦下的天線端口電壓獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)對(duì)每個(gè)連接有假負(fù)載的陣元的電壓值采集，構(gòu)成相關(guān)S21參數(shù)的有負(fù)載端口電壓VV= IV1, V2，…，VJ。為了獲得各個(gè)陣元的電壓值采用下面的處理步驟步驟201 :將第一個(gè)陣元elei連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口上，其余陣元上連接阻抗匹配的假負(fù)載，發(fā)射天線連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口上，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線連接；步驟202 :調(diào)節(jié)發(fā)射天線；調(diào)節(jié)來(lái)波仰角來(lái)波水平角θ κ、工作頻點(diǎn)/上和輸出功率 Wna;用網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄第一個(gè)陣元elei測(cè)試得到的S21參數(shù)記為，第一個(gè)陣元^le1天線纟而口的電壓記為_(kāi) JQ 20 X \ jl0 10 X Z ■ ^na表不連接弟Iv陣兀Sle1時(shí)
IVL-1 9
網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的信號(hào)功率(單位dBm);Win表示功率單位dBm轉(zhuǎn)換成dB單位的單位轉(zhuǎn)換系數(shù)，ffin=30 表示第一個(gè)陣元e]^連接的假負(fù)載；S21-1表示連接第一個(gè)陣元時(shí)網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試到的S21參數(shù)；
步驟203 :同理，將第二個(gè)陣元ele2連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口上，其余陣元上連接阻抗匹配的假負(fù)載，發(fā)射天線連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口上，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線連接；步驟204 :調(diào)節(jié)發(fā)射天線，保持來(lái)波仰角爐為90度、來(lái)波水平角為Θ、工作頻點(diǎn)為f用網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄第二個(gè)陣元ele2測(cè)試得到的S21參數(shù)記為S21_2，第二個(gè)陣元ele2
天線端口的電壓記為
權(quán)利要求
1.一種均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的發(fā)射天線通過(guò)射頻電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口連接，均勻圓陣測(cè)向天線中的任意一個(gè)陣元通過(guò)射頻電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口連接，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線連接，其特征在于為了解決測(cè)向設(shè)備中均勻圓陣測(cè)向天線的各個(gè)陣元的互耦效應(yīng)對(duì)測(cè)向設(shè)備的測(cè)向精度造成的影響， 所述計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試得到的S21參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理的互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)；所述互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)包括有接收互阻抗模型建立單元、獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧@取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧?、?gòu)建互耦電壓矩陣單元、構(gòu)建互耦電流矩陣單元、構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元；接收互阻抗模型建立單元一方面通過(guò)設(shè)置不同來(lái)波水平角Θ，另一方面獲得在所述來(lái)波水平角Θ、在同一工作頻點(diǎn)下對(duì)均勻圓陣測(cè)向天線進(jìn)行測(cè)試時(shí)的接收互阻抗數(shù)值；獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)對(duì)每個(gè)連接有假負(fù)載的陣元的電壓值采集， 構(gòu)成相關(guān)S21參數(shù)的有負(fù)載端口電壓VV = IV1, V2,…，VJ ；獲取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)對(duì)每個(gè)陣元的電壓值采集，構(gòu)成相關(guān)S21 參數(shù)的無(wú)負(fù)載端口電壓UU = (U11U2, - ,UJ ；構(gòu)建互耦電壓矩陣單元依據(jù)均勻圓陣測(cè)向天線個(gè)數(shù)的奇偶數(shù)構(gòu)建不同的互耦電壓矩陣；構(gòu)建互耦電流矩陣單元依據(jù)均勻圓陣測(cè)向天線個(gè)數(shù)的奇偶數(shù)構(gòu)建不同的互耦電流矩陣；構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元利用帶狀和循環(huán)特性獲得均勻圓陣測(cè)向天線的接收互阻抗矩陣頂P = {IMPIWim}0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧獮榱双@得各個(gè)陣元的電壓值采用下面的處理步驟步驟201 :將第一個(gè)陣元elei連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口上，其余陣元上連接阻抗匹配的假負(fù)載，發(fā)射天線連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口上，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線連接；步驟202 :調(diào)節(jié)發(fā)射天線；調(diào)節(jié)來(lái)波仰角來(lái)波水平角θ κ、工作頻點(diǎn)/=和輸出功率用網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄第一個(gè)陣元elei測(cè)試得到的S21參數(shù)記為S2w，第一個(gè)陣元elei天線端口的電壓記為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征 在于獲取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧獮榱双@得各個(gè)陣元在無(wú)負(fù)載時(shí)的電壓值采用 下面的處理步驟步驟301 :將第一個(gè)陣元elei連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口上，其余陣元從均勻圓陣 測(cè)向天線中卸下，發(fā)射天線連接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出端口上，網(wǎng)絡(luò)分析儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線 連接；步驟302 :調(diào)節(jié)發(fā)射天線；調(diào)節(jié)來(lái)波仰角來(lái)波水平角eK、工作頻點(diǎn)/丄和輸出功率WNA；用網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄第一個(gè)陣元elei測(cè)試得到的S21參數(shù)記為，則第一個(gè)陣元elei的天線端n m電壓i己為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征 在干當(dāng)均勻圓陣測(cè)向天線中的陣元個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，互耦電壓矩陣
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征 在干當(dāng)均勻圓陣測(cè)向天線中的陣元個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，互耦電壓矩陣
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征 在于互耦電流ん=^，因此當(dāng)均勻圓陣測(cè)向天線中的陣元個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，互耦電流矩陣
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征 在于互耦電流ん=因此當(dāng)均勻圓陣測(cè)向天線中的陣元個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，互耦電流矩陣
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所有天線陣元構(gòu)成一個(gè)均勻圓陣測(cè)向天線陣列面，所述均勻圓陣測(cè)向天線陣列面的中心點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)0，以中心點(diǎn)O指向第一陣元為X軸，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處垂直于均勻圓陣測(cè)向天線陣列面的軸為Z軸，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處垂直于X軸和Z軸為Y軸。來(lái)波方向與Z軸的夾角記為來(lái)波仰角識(shí)。來(lái)波方向在均勻圓陣測(cè)向天線陣列面上的投影沿逆時(shí)針?lè)较蚺cX軸的夾角記為來(lái)波水平角Θ，所述來(lái)波水平角Θ在同一工作頻點(diǎn)/ 下對(duì)均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試時(shí)為固定設(shè)置的一個(gè)角度，Θ為O度至360度任意選。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于發(fā)射天線與均勻圓陣測(cè)向天線之間的安裝水平距離記為D_，所述安裝水平距離Dra @一般為大于10倍的發(fā)射天線工作波長(zhǎng)的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試及互耦補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有接收互阻抗模型建立單元、獲取陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧?、獲取無(wú)陣元互耦下的天線端口電壓?jiǎn)卧?gòu)建互耦電壓矩陣單元、構(gòu)建互耦電流矩陣單元、構(gòu)建均勻圓陣接收互阻抗矩陣單元。所述均勻圓陣測(cè)向天線接收互阻抗測(cè)試通過(guò)設(shè)置一個(gè)任意水平來(lái)波方向，測(cè)試得到的所有陣元互耦效應(yīng)作用下的天線端口電壓和去除互耦效應(yīng)作用下的天線端口電壓，根據(jù)接收互阻抗理論建立均勻圓陣接收互阻抗矩陣；然后利用均勻圓陣接收互阻抗矩陣在測(cè)向設(shè)備工作時(shí)，在測(cè)向終端處理機(jī)上在滿足工作頻點(diǎn)下進(jìn)行互耦補(bǔ)償，從而使得測(cè)向設(shè)備輸出的示向度更精確。
文檔編號(hào)H01Q21/28GK103000996SQ201210479319
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者謝樹(shù)果, 杜威, 李圓圓, 蘇東林, 劉亞奇, 武明川, 陳少剛, 葉知秋 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)