[发明专利]一种多探头球面近场交叉极化校正方法

说明书

一种多探头球面近场交叉极化校正方法，包括步骤如下：步骤1：计算获得辅助天线极化倾角测量值及多探头球面近场测量系统的极化倾角偏差；步骤2：对被测天线进行辐射方向图测量，获得被测天线交叉极化远场方向图矢量数据与主极化远场方向图矢量数据；步骤3：根据步骤1中获得的多探头球面近场测量系统的极化倾角偏差，步骤2中获得的被测天线交叉极化远场方向图矢量数据与主极化远场方向图矢量数据，采用极化参考坐标系旋转的方法，对交叉极化矢量数据进行校正，获得校正后的交叉极化数据。本发明对多探头球面近场测得的交叉极化电平进行校准，适用于移动通信基站天线、星载通信天线等低交叉极化天线的精确测量。

技术领域

本发明涉及一种多探头球面近场交叉极化校正方法。

背景技术

无线通信技术的快速发展给人们的信息沟通提供了极大便利。但由于可利用的无线频谱资源是有限，如何充分利用现有频谱带宽是一个重要研究领域。随着通信技术发展，已开发出多种提高频谱利用率技术，常见的有频率分集、时间分集、空间分集和极化分集等。前三种分集通过牺牲带宽、时间和空间来实现分集，通信效率和空间利用率较低。极化分集中应用最广的是双极化分集，即使用同一频率发送两束极化方向互相正交的无线信号，这样一来，信道容量增加为发送单极化信号的两倍，极大地提高了频谱利用率和信道容量。

采用极化分集的通信系统中，为减小不同极化信号之间干扰，对通信系统天线提出了更高要求，要求天线交叉极化干扰小、极化辨识度高。为检验天线极化相关指标，需要对天线交叉极化电平进行精确测量。目前交叉极化方向图测量使用比较广泛的是多探头球面近场，其交叉极化测量误差主要有多径反射、暗室杂散、截断误差、测量系统极化倾角误差等。对于低交叉极化天线测量，测试系统极化倾角偏差是多探头球面近场交叉极化测量误差的主要来源。

测试系统极化倾角偏差是指测量系统实测极化倾角与电场真实极化倾角间的偏差(如图1)。天线方向图测量时，极化倾角偏差将导致实测交叉极化信号混叠主极化信号分量，降低系统交叉极化测量精度。对于低交叉极化天线，微小的极化倾角偏差就可能引入较大的交叉极化测量误差。图2是待测天线交叉极化电平分别为-30dB、-20dB、-10dB时，交叉极化最大测量误差与极化倾角偏差之间关系曲线。由图可知，对于交叉极化电平为-30dB的常规通信天线，极化倾角偏差1度时，测量误差最大可达7dB。因此，为保证交叉极化测量精度，需要对测量系统的自身极化倾角偏角进行精确校正。

常用的极化偏角校正方式有两类：一类是调节待测天线架设角度，通常采用高精度光学校准仪器辅助对待测天线进行调平，尽量减小天线与测试系统的极化偏差。该方法一方面要求测试系统自身极化参考方向精确已知，同时要求待测天线架设工装有足够的调节维度来配合调平。对于多探头球面近场，测试系统精确极化参考方向随频率变化，不存在固定参考方向，因此该类方法不适用于多探头球面近场的极化精度校正。

另一类是调节测试系统极化方向，由于探头通常为极化纯度较高的线极化天线，当探头极化方向与待测天线极化方向完全一致时，测得的天线交叉极化量值最低。测量时，需多次调节探头极化方向，获得多组交叉极化电平，选择交叉电平最低值，即为待测天线实际交叉极化电平。该方法主要用于天线远场测量、单探头球面或平面近场测量中的极化校正，对于多探头球面近场，由于探头极化无法旋转，不能使用该方法校准。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种交叉极化精确校正方法，对多探头球面近场测得的交叉极化电平进行校准，适用于移动通信基站天线、星载通信天线等低交叉极化天线的精确测量。对于普通的多探求球面近场，本发明的方法能够将其叉极化测量精度提升至-35dB。

本发明所采用的技术方案是：一种多探头球面近场交叉极化校正方法，包括步骤如下：

步骤1：选择一副辅助天线，使用多探头球面近场测量系统对辅助天线的极化倾角进行测量，获得辅助天线极化倾角测量值；将辅助天线实际极化倾角和极化倾角测量值做差，获得多探头球面近场测量系统的极化倾角偏差；