[发明专利]一种目标天线垂直辐射场型的测试方法

权利要求书

1.一种目标天线垂直辐射场型的测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，确定目标天线的经度和纬度，并根据所述目标天线的结构，确定其高度；当目标天线为单元天线时，其高度为其几何中心点至其在地面上的位置点的垂直距离；当目标天线包含多个垂直布置的阵列单元时，其高度为其位置最高的阵列单元的几何中心点至其在地面上的位置点的垂直距离；

步骤S2，设定所述目标天线的工作频段；

步骤S3，根据所述目标天线的工作频段，计算该目标天线的工作波长；

步骤S4，根据所述目标天线的工作波长和所述目标天线的结构，计算临界距离D_c；当所述目标天线为单元天线时，所述临界距离D_c＝所述目标天线的工作波长λ；当所述目标天线为阵列天线时，所述临界距离D_c＝8h²/λ-λ²/256，其中，h表示所述目标天线的高度，λ表示所述目标天线的工作波长；

步骤S5，将具有预设强度的载波信号馈送至所述目标天线，以使该载波信号辐射至空间；

步骤S6，确定测试距离，并设定无人机的飞行参数，包括；将所述无人机的距离所述目标天线的飞行水平距离、距离地面的飞行垂直高度均设定为等于所述测试距离；

步骤S7，根据所述无人机的飞行参数，使该无人机以所述目标天线在地面上的位置点为正方形中心、所述飞行水平距离为该正方形半边长，以该正方形的地面上的边为飞行轨迹，在垂直面内绕所述目标天线飞行；无人机从地面上距离目标天线在地面上的位置点飞行水平距离处定点先垂直向上飞行至设定的飞行垂直高度，再沿水平方向等高飞行2倍的飞行水平距离，再定点垂直向下飞行；

步骤S8，在所述无人机的飞行轨迹上的各个测试点测试空间场强数据，并获取所述各个测试点的经度、纬度和高度；

步骤S9，根据所述目标天线的经度、纬度以及各个测试点的经度、纬度和高度，计算得到所述各个测试点与目标天线在地面上的位置点的连线与地面构成的仰角；

步骤S10，判断所述测试距离是否大于所述临界距离D_c，若是，则执行步骤S11-步骤S13，否则，执行步骤S14-步骤S16；

步骤S11，在以所述目标天线在地面上的位置点为圆心、所述飞行水平距离为半径的半圆形轨迹上确定与所述各个测试点位置对应的转换点的位置，并计算所述各个转换点对应的空间场强数据，以所述各个测试点与目标天线在地面上的位置点的连线与地面构成的仰角为横坐标，以所述各个转换点对应的空间场强数据为纵坐标，绘制得到所述目标天线的相对于测试距离的辐射场型图；

步骤S12，将与地面垂直极化的全向无增益天线作为替代天线放置于所述目标天线的同一位置并贴近地面，同时使该替代天线的至少10m以内的周边范围内具有平整的反射面；将所述载波信号馈送至所述替代天线，以使该载波信号辐射至空间，以所述无人机围绕目标天线飞行时的起飞点或降落点为基准点，在该基准点测试空间场强数据，并将该基准点对应的空间场强数据减去一增益量Gain，以获得所述替代天线的归一化数据；

步骤S13，计算所述各个转换点对应的空间场强数据相对于所述步骤S12中替代天线的归一化数据的天线增益量，并以该天线增益量为纵坐标，以所述各个测试点与目标天线在地面上的位置点的连线与地面构成的仰角为横坐标，绘制得到所述目标天线的真实垂直辐射场型图；

步骤S14，以所述各个测试点与目标天线在地面上的位置点的连线与地面构成的仰角为横坐标，以所述各个测试点对应的空间场强数据为纵坐标，绘制得到所述目标天线的相对于测试距离的辐射场型图；

步骤S15，将与地面垂直极化的全向无增益天线作为替代天线放置于所述目标天线的同一位置并贴近地面，同时使该替代天线的至少10m以内的周边范围内具有平整的反射面；将所述载波信号馈送至所述替代天线，以使该载波信号辐射至空间，以所述各个测试点为替代点，在所述各个替代点测试空间场强数据，并将各个替代点对应的空间场强数据减去一增益量Gain，以获得所述替代天线的归一化数据；

步骤S16，计算所述各个测试点对应的空间场强数据相对于所述步骤S15中替代天线的归一化数据的天线增益量，并以该天线增益量为纵坐标，以所述各个测试点与目标天线在地面上的位置点的连线与地面构成的仰角为横坐标，绘制得到所述目标天线的真实垂直辐射场型图；

所述步骤S12和步骤S15均包括：根据以下公式计算所述增益量Gain：

式中，h′表示替代天线的高度，λ′表示替代天线的工作波长，θ表示测试点与替代天线在地面上的位置点的连线与地面构成的仰角。