近场测试、平面近场口径外推和天线全息诊断的研究

近场测试、平面近场口径外推和天线全息诊断的研究

刘忱[1]2003年在《近场测试、平面近场口径外推和天线全息诊断的研究》文中进行了进一步梳理本文主要研究了近场测量和近场全息诊断中的诸多关键问题,提出了近场口径外推的概念,并利用MatrixPencil方法实现了近场口径外推。基于以上的研究,本文的主要工作包括以下几个方面: 1.分析了远近场变换的关系,研究了如何修正探头效应,并完成了用简化的方法修正探头效应的软件。 2.应用小波变换来改进测试精度,降低了测试噪声的影响。 3.应用不同的算法对平面近场口径进行外推,经过深入细致的研究,发现矩阵束(Matrix-Pencil)方法是能够很好的实现外推,并在此基础上研究了该方法的外推能力。 4.应用基于平面波谱展开理论的近场—口径场变换方法,研究了阵列天线全息诊断,由近场测量获得的阵列方向图和单元方向图来确定阵列各单元幅相分布。 5.采用MATLAB与VC++语言混合编程,完成了近场处理软件和远场测试系统。近场处理软件可以方便地处理AV3635天线测试系统的所有输出数据,输出方向图、增益、半波宽度,分析阵列天线的口径场。远场测试系统可完成远场的自动测试,集系统控制、数据处理、报表输出于一体,目前已投入使用并取得很好的效果。两个软件都采用图形界面,可供非专业人士使用。

张恒[2]2005年在《近场测量误差补偿技术的研究》文中提出本文研究了用平面近场扫描技术测量超低旁瓣天线时,产生的随机幅相误差和有限扫描面截断误差的补偿方法。 本文首先对天线近场测量技术的背景和现状进行了介绍,给出了近场测量的基础理论和相关知识,然后建立了超低旁瓣天线旁瓣测量总误差与待测天线参数、近场幅相测量总误差的数学模型。并且分析了随机幅相误差产生的测量误差和有限扫描面截断所导致的测量误差,所导致的测量误差对天线远场方向图所引入的误差上界;采用了天线阵模型将随机幅相误差和有限扫描面截断误差对超低旁瓣天线远场方向图旁瓣影响程度的数量级进行了计算机仿真,取得了较佳的效果,从而验证了基于近远场变换理论的误差分析方法具有一定的广泛适用意义。最后,从频域的角度提出了减少随机幅相误差和有限扫描面截断误差的补偿方法,并对修正随机幅相误差的“平均法”和一些补偿方法及有限扫描面截断误差在不增大扫描面的情况下引入加权函数和分数阶傅里叶变换的等方法进行了计算机模拟验证,证明它们是修正近场测量误差的较为有效的方法。

李庆生[3]2008年在《口面天线近场测量的修正》文中进行了进一步梳理从天线工程刚刚问世,天线测量就一直是人们关注的重要课题之一,而今新型高性能天线的现代分析和设计更加离不开先进的测试技术和测量设备。近场测量具有高精度、高保密性、可全天候工作等独特的优越性,是鉴定天线电指标比较可靠的方法,天线界的学者们公认天线近场测量的方法可以作为现代天线测量的标准。近场测量修正技术既是近场测量技术研究的基础工作,又是提高近场测量精度急需解决的问题,只有解决好这一问题,才能把天线近场测量引入计量领域。本文致力于口面天线近场测量的理论推导,误差分析和修正技术的研究,以及终端开口矩形波导探头的设计和特性分析。本文首先从理论上推导了由近场变换到远场的公式,并用MATLAB编写由近场测量数据推导远场方向图的程序。针对近场测量中的重要误差源之一“探头”的影响,本文提出解决方法:一方面用探头补偿的方法,根据洛仑兹互易定理和微波网络理论对补偿的解析式进行详细推导;另一方面用两种不同的仿真软件求解终端开口矩形波导探头的近场增益、远场方向图、轴比、主瓣宽度、输入阻抗、电压驻波比、电场分布、磁场分布、表面电流分布等特性参数,可实现探头增益的修正。本文设计的水滴形探针,使终端开口矩形波导与同轴探针能较好的匹配,对探头的设计具有一定指导意义。本文介绍了矩形波导在计量标准中的运用,利用标准开口波导建立高频、微波近场标准,测量值的不确定度小于0.5dB。本文从解析法和数值仿真两个角度深入分析口面天线近场测量中扫描面截断误差、扫描面位置误差、随机幅相误差、多次反射误差等误差源对天线远场特性测量精度的影响,一方面从理论上给出相应的误差方程,另一方面建立误差分析模型,通过计算机模拟,得到不同误差条件下测量结果的不确定度,并介绍了减小这些误差的修正方法,推导无相位近场测量的公式和算法。本文为把天线近场测量引入计量领域提供理论支持,为计量定标服务。

朱莉[4]2010年在《短毫米波近程主被动阵列探测及成像技术研究》文中认为短毫米波(频率为100~1000GHz,对应波长3mm-0.3mm)兼具有微波与红外的优点,在保留高分辨率的前提下还具有一定的穿透能力,能够根据目标散射或辐射的能量识别不同物理属性的目标,因此短毫米波近程目标探测及成像是当前一个非常重要的发展方向。短毫米波被动成像具有全天时全天候的能力,可以获取目标的几何形状特征、材质、温度等特性;而主动成像则可以得到目标的叁维立体感图像,效果更加理想。如果把两种短毫米波成像系统结合起来,则可以使两种方式取长补短,获得更加全面详尽的目标信息,为目标探测和识别提供先验条件,推进短毫米波近程探测及成像技术在医疗、导航、交管和公共安全等领域的广泛应用。论文围绕短毫米波近程目标散射特性及主动成像技术、近程目标辐射特性及被动成像技术和主被动复合阵列成像及探测技术叁个方面,丌展了以下研究工作:(1)分析了短毫米波在晴朗大气中的传输特性,主要包括大气对短毫米波的吸收、折射、散射和衰减;重点研究了降雨对短毫米波传输的影响,建立了雨滴衰减截面模型,得到了短毫米波频率点的降雨衰减曲线;简要分析了降雨在云雾中的传输情况,最后讨论了短毫米波非大气窗口频率点特殊的传输特性及应用。(2)近程目标散射特性的研究一直受到角闪烁效应的影响,针对这一情况提出了波数域相位补偿的方法来进行有效抑制,测试结果与目标特性相吻合,表明该方法切实有效。为了更加全面的掌握目标空间散射特征的分布,丌展了近程目标散射成像研究,阐述了散射成像原理,提出了叁种适合不同形状目标的成像算法,最后对成像系统的设计和测试方法进行了讨论,为系统的工程化实现提供参考。(3)针对短毫米波频段目标辐射特性的特点,丌展了短毫米波目标辐射特性的建模,计算与分析工作,并与微波、红外波段进行对比,揭示短毫米波频段物体辐射特性在不同频率、不同温度下的规律。在此基础上进一步讨论了短毫米波无源阵列成像的原理和系统设计,重点研究了短毫米波无源阵列成像的特点以及图像复原方法。(4)分析了短毫米波主被动复合阵列成像系统的工作原理和关键参数,进行了短毫米波主被动复合阵列探测系统的工程化研究,对系统关键部件、信号处理软硬件实现作了详细分析,最后利用研制成功的样机进行了外场实验,并对实验结果进行了分析。综上所述,本文在短毫米波频段丌展了近程目标主被动阵列探测及成像技术的研究,对主动散射及成像、被动辐射及成像和主被动复合探测及成像的原理、算法实现、系统构建等方面进行了深入探讨,推动了短毫米波近程主被动探测及成像技术的发展。

汪江秀[5]2016年在《相控阵天线测试诊断技术研究》文中提出随着国防军事需求的日益俱增,机载相控阵雷达在军事方面的应用越来越广泛,而相控阵天线作为相控阵雷达最关键的组成部分,对它的故障诊断显得尤为重要。针对相控阵雷达天线使用环境多变、测试技术复杂、难以实现现场快速诊断的难题,进行了基于统计模式识别的相控阵故障诊断方法研究。本文主要工作如下:(1)研究了由线阵扫描、单探头同步接收的故障诊断方法,摆脱了外场环境对测量设备的束缚,理论上证明了该方法对故障模式的可区分性。用矩量法验证了其可行性,组成了故障模式集合,为后续算法设计提供了可靠样本。(2)采用小波模极大值算法在噪声背景下进行预处理和特征提取,给出了反映故障信息的时域特征向量F_t和小波特征向量F_w,用故障特征的散度图进行描述和验证,证明两组特征向量具有较强的分类显着性。(3)通过投影聚类算法设计分类器组合,先利用提取到的时域特征向量F_t,运用K-means算法进行粗分类;再利用提取到的小波特征向量F_w,在节点处用改进后的SVM分别完成细分类,实现了故障模式的层次分类。

参考文献:

[1]. 近场测试、平面近场口径外推和天线全息诊断的研究[D]. 刘忱. 南京理工大学. 2003

[2]. 近场测量误差补偿技术的研究[D]. 张恒. 哈尔滨工程大学. 2005

[3]. 口面天线近场测量的修正[D]. 李庆生. 北京交通大学. 2008

[4]. 短毫米波近程主被动阵列探测及成像技术研究[D]. 朱莉. 南京理工大学. 2010

[5]. 相控阵天线测试诊断技术研究[D]. 汪江秀. 南京航空航天大学. 2016

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