【摘 要】为最大化提升球面近场测试效率,针对多探头球面近场测试系统的不同采样
方案进行了研究,并通过仿真和测试对比了不同采样方案对测试效率的影响。首先利用
电磁仿真软件计算出所设计喇叭天线的近场和远场方向图数据;然后利用基于球模式展
开法的近场到远场变换算法,从理论上验证了在满足采样规则的前提下,通过适当增加
方位上的采样间隔可实现测试效率的提升;最后针对多端口天线,通过分析和测试,说
明了利用电子开关和内循环采样方式可以进一步提升测试效率。
【关键词】球面近场;多探头;方向图;多通道
0 引言
移动通信技术的蓬勃发展推动了天线测量技术的进步,球面近场测量技
术作为近场测量的主要手段之一,由 Hansen 等人于 1988 年对相关理论
做了较为详尽的总结
[1-2]
。球面近场测量的近场采样面是一个球面,在完
成近场数据采集后,利用严密的近场到远场变换算法,可推导出准确远
场。由于球面近场的数据采样在 4π空间,因此其近场数据相对其他近
场测量更完整,并能够得到待测天线三维空间的方向图信息
[3]
。最早发
展起来的是单探头球面近场测量技术,应用单探头球面近场测量时,由
于空间每一个点的采集都要控制机械转台转动,测量效率相对较低。
解决球面近场测试效率低的一个思路是减少近场采样数,同时保证有足
够的近场信息能够变换出远场。一种实现方法是对缩减后的近场采样数
据进行不同方式的插值处理
[4-6]
,再做近远场变换,在满足一定采样条件
的前提下,利用该方法能缩短测量时间并较准确计算出远场。基于大部
分天线的辐射远场主要由少数的球面波模式系数确定这一特点,有人尝
试将压缩感知运用到球面波展开系数的求解过程中
[7-11]
,该方法同样通
过减少采样点并利用数学方法算出有用的球面波系数,而如何能更好地
应用压缩感知,还需要进一步研究。针对由于待测天线偏离测试中心而