超低旁瓣阵列天线误差理论分析与补偿技术

摘要

本文研究了用近场扫描技术测量超低旁瓣天线时,几种主要误差源对天线性能指标的影响及相应的补偿方法.本文首先对近场测量技术的背景和现状进行介绍,给出了近场扫描的基础理论和相关知识,然后建立了超低旁瓣天线旁瓣测量总误差与待测天线参数、近场幅相测量总误差的数学模型并分析了随机幅相误差产生的误差谱表达式;给出了有限扫描面截断所导致的测量误差、天线与探头间的多次反射所导致的测量误差、微波暗室不理想的电特性所导致的测量误差对天线远场方向图所引入的误差上界;首次采用较少的天线阵模型将随机幅相误差、有限扫描面截断误差对超低旁瓣天线远场方向图旁瓣影响程度的数量级进行了计算机仿真,取得了良好的效果,从而验证了基于近远场变换理论的误差分析方法具有一定的普遍适用意义;最后,从时域和频域两个角度提出了减少这些误差源所引入测量误差的方法,并对修正随机幅相误差的

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哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章引言

1.1天线近场测量技术的简介

1.1.1天线近场测量的综述

1.1.2天线近场测量技术的发展阶段

1.1.3近场测量技术的研究内容

1.1.4国内外近场测量技术的研究现状

1.2论文选题的意义与背景

1.3论文的主要成果及结构安排

1.3.1论文取得的主要结果

1.3.2论文的章节安排

第2章基础理论知识

2.1积分的驻相法

2.1.1单重积分

2.1.2双重积分

2.2天线的基本参数

2.3误差理论

2.3.1误差理论的基本概念

2.3.2远场测量误差理论

2.4平面近场测量的基本理论

2.4.1综合平面波理论

2.4.2频域平面近场测量近远场变换原理

2.4.3时域平面近场测量近远场变换原理

2.4.4探头补偿原理

2.5小结

第3章超低旁瓣天线随机幅相误差的分析

3.1超低旁瓣天线方向图旁瓣电平测理的总误差

3.1.1波谱的离散输出表达式

3.1.2旁瓣电平误差与近场随机幅相误差的关系

3.2随机误差所引起的误差谱的表达式

3.3仿真数学模型的建立

3.3.1半波偶极子阵的近场横向分量的表达式

3.3.2近远场变换确定的偶极子阵远场方向图

3.3.3半波偶极子阵理论远场方向图

3.4近场随机幅相误差的仿真

3.4.1仿真的数学模型

3.4.2近场随机幅相误差的仿真步骤

3.4.3近场随机幅相误差的仿真条件

3.4.4近场随机幅相误差的仿真图形

3.4.5结论

3.5小结

第4章有限扫描面截断误差的分析

4.1近场的数学表达式

4.2远场误差的数学表达式

4.3远场误差上界分析

4.4有限扫描面截断误差的仿真

4.4.1有限扫描面截断误差的仿真步骤

4.4.2有限扫描面截断误差的仿真

4.5小结

第5章 测试环境散射误差

5.1多次反射误差的分析

5.1.1多次反射的近场误差

5.1.2多次反射远场误差

5.2微波暗室散射误差的分析

5.2.1微波暗室的特性

5.2.2暗室散射误差的上界

5.3小结

第6章超低旁瓣天线近场测量的误差补偿

6.1随机幅相误差的补偿方法与仿真

6.2有限扫描面截断误差的修正方法

6.2.1频域的补偿方法

6.2.2时域的补偿方法

6.3修正测试环境散射误差的方法

6.3.1减少多次反射误差的方法

6.3.2减少微波暗室散射误差的方法

6.4小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢