[发明专利]天线球面近场测量中采样位置误差校正方法和装置

说明书

本发明公开一种天线球面近场测量中采样位置误差校正方法和装置，该方法包括步骤：对被测天线进行球面近场测量，建立天线模型，获取带有位置误差的误差近场数据；通过误差近场数据求取有偏差的球面波模系数；通过泰勒级数对球面波模系数进行校正，得到校正球面波模系数。该装置包括测量仿真模块、波模系数模块和泰勒校正模块。本发明的天线球面近场测量中采样位置误差校正方法和装置，通过将泰勒级数方法应用到天线球面近场测量采样位置误差校正中，可以有效地对由于采样位置误差造成的近场数据进行校正，从而得到与理想远场辐射特性更为接近的转换的远场结果。

技术领域

本发明涉及天线测量技术领域，具体涉及一种天线球面近场测量中采样位置误差校正方法和装置。

背景技术

近年来，移动通信的迅猛发展推动了基站天线的研发工作，天线也越来越重要，对于天线设计的精准度要求越来越高。尤其是随着5G中大规模多输入多输出技术的引入，需要在通信端的基站附近増加大量的天线，由于天线数目的大量増加，因而系统的通信性能有显著的提高。天线在水平和垂直方向上进行波束成形，因而能为建筑物的不同楼层或建筑物外的用户等范围内进行通信，说明天线的各种性能参数能影响它所在的任何系统，从而使得天线测量技术在整个天线的应用过程中的作用也越来越重要。由于天线的尺寸越来越大，如一些基站天线，天线远场测量已经不再具有实际意义，它需要占用更大的场地，更多的费用以及时间，而且测量环境也是一种限制因素，所以近年来，近场测量技术得到重视，更为可行的测量方式是通过天线的近场数据得到天线的远场性能图。近场测量技术主要在微波暗室中实现，这样可以节约空间与成本，免去了建造大型微波暗室的难度，而且测量环境可控，可以进行高精度的测量，这种测量保证了全天候都能进行天线测量，结果稳定，信息量大，通过某一面(平面、柱面或球面)的取样来就可以得到天线各个方向的远场方向性能。因而近场测量方法越来越受人们的重视。

天线近场测量主要是通过近场数据来获得天线远场方向特性。近远场转换算法主要是基于电磁场以波的形式传播。在近远场变换的研究过程中，出现了各种不同的算法来提高转换准确度，精确度以及提高计算速度。目前存在快速傅里叶变换、数值变换法等，这些算法各自都有其优点。天线近场测量的方法主要分为三种：平面、柱面以及球面。球面测量将天线场域展开成球面波函数加权和的形式，可以获得更全面采样的信息，参见图1所示，所以近年来球面测量得到广泛注重。

一个天线近场测量系统最重要的是测量的准确性和精确性，但是在实际测量中，现实的环境以及器材等都含有一定的误差，而且误差源有多种。采样的位置误差就是其中一个重要的误差因素，而且通过之前的对于平面及柱面近场测量误差的探究与分析，可以看出不仅探头本身的方向不理想性会影响整个测量结果，而且采样位置的偏差同样会对测量结果造成较大的影响，即影响天线远场辐射特性，可见采样位置误差是不可以忽略，有必要进行具体分析与研究。而由于球面测量技术近年来发展较快，由于位置误差对天线远场造成的影响较大，因此对于球面测量的采样位置误差分析是很有必要的、值得重视的，根据以往的调研发现位置误差的校正等问题在平面及柱面测量中得到较好的解决，对于球面近场测量的位置误差分析及校正还需得到进一步的研究与分析。