[发明专利]基于Fourier插值的远场方向图快速测量方法

权利要求书

1.一种基于Fourier插值的远场方向图快速测量方法，测量过程中涉及到天线测量系统中的测试仪器、位于远场的置于转台之上的待测天线、控制计算机、测试探头，所有的测试探头测试前均特性已知，其特征在于：结合带限周期函数的Fourier插值法进行天线远场测量，包括有如下步骤：

步骤一 确定待测天线的远场距离：根据天线的远场测量条件计算出待测天线与测试探头之间的距离，将天线放置于该距离处的转台上；

步骤二 确定待测天线的采样间隔：根据待测天线的远场测量间隔准则，利用待测天线采样间隔准则计算公式计算出待测天线的采样间隔，该测量间隔准则为待测天线的半功率波瓣宽度量级；

步骤三 抽测出天线某个表面上辐射远场的幅度和相位：根据待测天线采样间隔，利用控制计算机控制一个与待测天线工作频率一致且特性已知的测试探头，抽测出天线某个表面上辐射远场的幅度和相位分布；

步骤四 得到待测天线远场的Fourier展开系数：根据待测天线辐射场的幅度和相位，通过快速傅里叶变换法，利用Fourier展开系数公式计算得到待测天线远场的Fourier展开系数；Fourier展开系数公式为：

式中的C_n表示所有离散值下的Fourier展开系数，J表示在一个周期内函数值的点数，n表示进行离散化后的离散点，表示一个周期范围内的Fourier展开系数，通过下式计算：

式中的N由天线尺寸和坐标原点的位置决定，T为函数f(t)的周期，T/J表示在一个周期内的间隔，m为离散取值点，其取值范围为m＝0,…,J-1；n＝-N…N；上式成立的条件是J≥2N+1，N通过下式得到：

上式中，[]符号表示取整，λ为待测天线的工作波长，N₀取2到10工作波长，坐标原点为测量时天线转台的转动中心，ρ_min是以坐标原点为中心作一个完全能够包围待测天线的最小圆柱，该圆柱的半径就是ρ_min，如果坐标原点选在天线的几何中心，则ρ_min为天线最大尺寸的二分之一；

步骤五 得到待测天线的远场方向图函数：根据天线远场Fourier展开系数，通过逆快速傅里叶变换法，利用远场方向图函数公式计算得到待测天线的远场方向图函数；

步骤六 得到待测天线的幅度方向图和相位方向图：根据待测天线的远场方向图函数，对待测天线的远场方向图函数取绝对值获得待测天线的幅度方向图，对待测天线的远场方向图函数取角度获得待测天线的相位方向图，完成对天线的远场测量。

2.根据权利要求1所述的一种基于Fourier插值的远场方向图快速测量方法，其特征在于，步骤二中所述的待测天线采样间隔准则计算公式为：

式中，为待测天线的采样间隔，HPBW表示待测天线的半功率波瓣宽度。

3.根据权利要求1所述的一种基于Fourier插值的远场方向图快速测量方法，其特征在于，步骤五中所述的远场方向图函数公式为：

上式中，表示待测天线的远场方向图函数，为天线方向图函数中不同的角度。