[发明专利]球面相控阵天线坐标远近场比较修正方法

权利要求书

1.一种球面相控阵天线坐标远近场比较修正方法，其特征在于包括如下步骤：以球面阵天线球心的垂直柱面划分三个等间隔水平切面，按每个切面布置远、近场标校天线，在每个水平面上，以切面上球心为原点等间隔均匀布置六个近场标校天线，形成a、b、c、d、e、f六个近场标校覆盖区域，相邻两个近场标校天线到球面阵天线中心原点的夹角为60度；围绕球面阵天线布置远场标校天线，在每个水平面上，以切面上球心为原点等间隔均匀布置三个近场标校天线，相邻两个远场标校天线到球面阵天线中心原点的夹角为120度，围绕球面阵天线形成A、B、C三个等间隔切面的远场标校天线覆盖区域；给出远场标校天线策略以及近场标校天线与远场标校天线最小距离选取算法，修正远近场标校天线及球面相控天线阵元坐标；利用波控软件，根据绘制完成球面相控阵天线阵元坐标计算出远近场标校天线标校值，然后根据波控软件计算出的远近场标校天线标校值，利用阵元和近场标校天线坐标修正算法和远、近场通道相位比较算法及判定策略，根据球面阵天线阵元或近场标校天线测量坐标的方位修正角Ψ和俯仰修正角Φ，计算球面阵天线阵元或近场标校天线的坐标修正的旋转矢量A，基于修正前的球面阵天线阵元或近场标校天线测量场点坐标值(X₁，Y₁，Z₁)以及坐标修正旋转矢量A，采用如下的坐标修正算法：(X2，Y2，Z2)＝(X1，Y1，Z1)×A，得到修正后的球面阵阵元或近场标校天线的坐标值(X₂，Y₂，Z₂)；远、近场阵元通道标校比较算法为：(远场阵元通道标校值-远场空间相位)-(近场阵元通道标校值-近场空间相位)；远场空间相位＝(L远场/λ)取余数×360，近场空间相位＝(L近场/λ)取余数×360，L远场为远场标校天线到阵元的距离，L近场为近场标校天线到阵元的距离，λ为标校频点的波长；球面阵天线阵元或近场标校天线测量坐标的修正方位角Ψ和修正俯仰角Φ采用迭代递进方法得到，递进判决策略为以远、近场阵元通道标校比较值减小为优化方向，在计算机上用软件程序对阵元和近场标校天线坐标测试结果进行修正及验证对比，通过远、近场阵元通道标校比较，完成球面相控阵天线坐标修正。

2.如权利要求1所述的球面相控阵天线坐标远近场比较修正方法，其特征在于：近场标校天线与球面阵天线上阵元的最小距离L_近场min＞2×D²/λ，其中：D为单个阵天线的等效口径，λ为工作频点的波长。

3.如权利要求1所述的球面相控阵天线坐标远近场比较修正方法，其特征在于：面阵天线阵元或近场标校天线的坐标修正的旋转矢量A：

4.如权利要求1所述的球面相控阵天线坐标远近场比较修正方法，其特征在于：设球面阵天线工作最高频点为3GHz，工作频点的波长λ＝(3×1011/3×109)＝100mm，远场标校天线的远场条件为：满足由于测量误差而导致的阵元天线到远场标校天线之间距离的误差值γ＜λ×1/100＝1mm。

5.如权利要求1所述的球面相控阵天线坐标远近场比较修正方法，其特征在于：设对远场标校天线测量的最大切线方位的误差为δ为±300mm，则根据远场条件，误差值γ＝β2-β1＜λ×1/100＝1mm，计算球面上阵元天线到标校天线实际距离β1满足远场条件：β1_min＝(δ²-γ²)/2γ≈δ²/2γ＝4.5×10⁴mm，其中，β2为阵元天线到标校天线测量坐标正偏位置正偏δ后或标校天线测量坐标正偏位置负偏δ后与标校天线实际位置的距离值。