相位中心測試

SATIMO系統(tǒng)升級相位中心測試隨著通信、雷達、人造衛(wèi)星和宇航技術(shù)的發(fā)展，對天線的跟蹤、定位精確度要求越來越高，單靠幅度波束來搜索定位已不能滿足要求，必須以天線的相位中心為基準(zhǔn)進行精確定位或測量．而天線的相位中心問題無論在其相位測量應(yīng)用、形成波束偵收應(yīng)用、作為干涉儀陣列單元還是作為拋物面天線的饋源使用都很重要．新益根據(jù)天線遠場輻射場理論，通過改變參考點法來精確測定天線的相位中心，研制了一套基于SATIMO系統(tǒng)上天線相位中心測試模塊，使得傳統(tǒng)的SATIMO暗室適用范圍更廣、更能服務(wù)客戶多元化的需求。1測量原理對任意天線，其遠區(qū)輻射場的某個分量在球坐標(biāo)系可寫為E='uFu(0,)exp(jQ(0,))(exp(—jkr)/r),(1)圖1移動參考點示意圖式(1)中的Fu(0,)為幅度方向圖，函數(shù)(P(0,)為相位方向圖函數(shù)，k=2n/入.相位中心定義為：在天線上或鄰近若有一參考點，在給定頻率下，使p(0,)等于常數(shù)，則這個使Q(0,)為常數(shù)的點稱為天線的相位中心.對絕大多數(shù)天線來說沒有這樣一個相位中心，但是許多天線可以找到這樣一個參考點，使得在主瓣某一范圍內(nèi)場的相位保持相對恒定，則這個參考點稱為“視在相位中心”.有的天線可能在不同截面有不同相位中心，而且它們可能不重合，因此測量的相位中心是指某個截面上的相位中心[1?3].天線在進行相位中心測量時或在使用時，它的相位中心可能偏離了旋轉(zhuǎn)中心(幾何中心),如圖1所示，即天線的參考點移動到O',根據(jù)遠場近似，得到以O(shè)'為參考點的遠場表達式為】2,4]exp (exp (\r~r+d*￡1JT一<令屮(0,)=p(0,)—kr' 'r,天線的相位中心與轉(zhuǎn)動中心的偏差用小矢量r'表示為(3)?=A.v￡+Ayy+A^z,(3)而單位矢’r可表示為jr=sinQcos￡+sin9siny+cos8^, 〔4)所以1|)(P)=(p(Q)—k(A-sin9cos4-Aysin0sin+△二cos6) . (5)此式為以O(shè)'為參考點的相位中心方向圖函數(shù)，而p(0,)為參考中心與旋轉(zhuǎn)中心重合時的相位方向圖函數(shù).相位中心測定就是通過改變4x,△y,△z(即移動參考點O'),使屮(0,)—p(0,)的變化率最小，從而來尋找相位中心[5].該式表明測量的相位屮(0,)只對該測量面內(nèi)的相位中心偏移比較敏感，也就是說當(dāng)=0,測量的相位p(0,0°)只受卜x,△z變化的影響，而=90°的測量面的相位屮(0,90°)只受△y,△z的影響，基于這個關(guān)系可用來測定△x,△y,△z2相位中心的測定當(dāng)被測天線是理想的球面波源時，貝吟(0,)等于常數(shù)，而實際天線多數(shù)不是理想的球面波源，而是有相散的.但可以認為在某一截面內(nèi)，在主瓣某范圍內(nèi)p(0,)等于常數(shù)，來測量視在相位中心[5].現(xiàn)假設(shè)相位方向圖測量是在=0°和=90°面進行,則式(5化為

式中△t代表△x或4y（當(dāng)=0°代表△x；當(dāng)=90°代表△y）.可得到某截面△t,△z與相位偏差的關(guān)系（相位偏差是指某方向上的遠場相位與最大輻射方向上遠場相位之差）e(@=-Z：(A(?in9-sinG,)+△二(.os8-cos8,)).對該式應(yīng)用最小二乘法，可求出相位中心偏差！t,△z.可是在=0°和=90°分別測得△z值，但它們不相同，實踐表明選擇厶z=（Az（0°）+Az（90°））/2可獲得較高的精度.2新益基于MATLAB開發(fā)了計算相位中心的算法與程序，并將程序成功集成至SATENV軟件rMPhaseCenterRetrievaIResuItsGuiResultsF:1700.00MHzX:0.87037cmY:0.57187cmZ:2.908S5cm171-0.MMHzX1720.00MHzX1730.00MHzX1740.00MHzX1750.00MHzX1760.00MHzX1770.00MHzX1780.00MHzX1790.00MHzX1800.00MHzX1810.00MHzX1820.00MHzX1830.00MHzXQ.85Q97cmY0.83100cmY0.80755cm171-0.MMHzX1720.00MHzX1730.00MHzX1740.00MHzX1750.00MHzX1760.00MHzX1770.00MHzX1780.00MHzX1790.00MHzX1800.00MHzX1810.00MHzX1820.00MHzX1830.00MHzXQ.85Q97cmY0.83100cmY0.80755cmY0.79066cmY0.772S1cmY0.76617cmY0.75500cmY0.75888cmY0.74139cmYQ.72172cmY0.714^4cmY0.70710cmY0.707&4cmYQ.56397cmZ0.53707cmZ0.51^42cmZ0.49473cmZ0.4S253cmZ0.47640cmZ0.47905cmZ0.48942cmZ0.4742ScmZ0.46659cmZ0.47045cmZ0.44970cmZ0.45157cmZ2.S1721cm2.757^8cm2.73027cm2.73018cm2.67&Mum2.69242cm2.65614cm2.71701cm2.664&9cm2.76601cm2.S0690cm2.7944Scm2.S1694cmSendtoclipboard基于SATIMO系統(tǒng)升級相位中心測試與其他老式轉(zhuǎn)臺暗室相比，測試速度更快（多探頭布局，被測物不需要多次轉(zhuǎn)動不同角度來