[发明专利]一种利用插值算法的天线近场测量方法及装置

权利要求书

1.一种利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，包括如下步骤；

步骤S10：采集并记录待测天线近场扫描面上的电场幅度、相位信息；所述近场扫描面为任意曲面形状，且需同时满足以下三个条件；

条件一：所述近场扫描面必须是位于电磁场没有置零的空间内；

条件二：所述近场扫描面必须位于待测天线的辐射近场区，与待测天线的距离大于且小于2D²/λ；其中，D表示待测天线的最大尺寸，λ表示待测天线的中心工作频率的波长；

条件三：所述近场扫描面的尺寸要大于截断的等效磁流面，以使所述近场扫描面边缘位置的截断电平在-40dB以下；

步骤S20：通过三次样条插值对待测天线近场扫描面上的电场幅度进行插值；

步骤S30：通过双线性插值对待测天线近场扫描面上的电场相位进行插值；

步骤S40：基于插值得到的待测天线近场电场幅度、相位值，根据惠更斯等效原理计算待测天线的远场电场；

步骤S50：基于计算出的待测天线的远场电场，计算待测天线的远场归一化方向图。

2.根据权利要求1所述的利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，所述条件二中，所述近场扫描面与待测天线的距离在3至10个λ的范围内。

3.根据权利要求1所述的利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，所述步骤S10中，将待测天线的位置固定，在近场扫描面上通过坐标定位扫描采样点，利用可移动的探头在待测天线前的近场扫描面上按设定的运动轨迹经过每一个扫描采样点，记录每一个扫描采样点位置所测量的电场的幅度、相位值，直至所有的扫描采样点的数据采集完毕。

4.根据权利要求3所述的利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，所述步骤S10中，所述近场扫描面为平面、弧面、半球面、半椭球面中的任一种。

5.根据权利要求3所述的利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，所述步骤S10中，相邻扫描采样点的间隔小于或等于λ。

6.根据权利要求3所述的利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，所述步骤S10中， 、代表球坐标系下的两个球坐标方向；可移动探头以θ=0°为扫描的初始位置，在方向上每隔度采集一次扫描面上的电场，获得电场各方向的幅度、相位分量；然后探头在方向上转动Δθ度，重复上述步骤，直至θ=90°时数据采集完毕。

7.根据权利要求1所述的利用插值算法的天线近场测量方法，其特征是，所述步骤S20中，基于三次样条插值法的电场幅度插值是：三次样条插值函数S(x)在[x₀, x_n]内存在n+1个数据节点，数据节点就是指待测天线的近场扫描面上的扫描采样点；在每个分段区间[x_i, x_i+1]内，S(x)＝S_i(x)都是一个三次多项式，i＝0,1,2,…,n-1；

公式一：；

其中，x代表参与插值计算的数据节点，x_i代表参与插值计算的第i个数据节点，满足S(x_i)=y_i，y_i代表第i个数据节点采样得到的电场幅度值；a_i、b_i、c_i、d_i是第i个分段区间的三次样条插值函数中的待求系数；

根据数据节点和边界条件计算出三次样条插值函数的二次微分值m_i，进而计算出三次样条插值曲线的系数；

公式二：a_i=y_i；

公式三：；

公式四：c_i=m_i/2；

公式五：；

其中，m_i代表第i个数据节点的二次微分值，m_i+1代表第i+1个数据节点的二次微分值；

利用公式一至公式五完成水平方向上的电场幅度插值计算后，利用上述公式进行仰角方向上的电场幅度插值计算。