相位中心测试

SATIMO系统升级相位中心测试随着通信、雷达、人造卫星和宇航技术的发展，对天线的跟踪、定位精确度要求越来越高，单靠幅度波束来搜索定位已不能满足要求，必须以天线的相位中心为基准进行精确定位或测量．而天线的相位中心问题无论在其相位测量应用、形成波束侦收应用、作为干涉仪阵列单元还是作为抛物面天线的馈源使用都很重要．新益根据天线远场辐射场理论，通过改变参考点法来精确测定天线的相位中心，研制了一套基于SATIMO系统上天线相位中心测试模块，使得传统的SATIMO暗室适用范围更广、更能服务客户多元化的需求。1测量原理对任意天线，其远区辐射场的某个分量在球坐标系可写为E='uFu(0,)exp(jQ(0,))(exp(—jkr)/r),(1)图1移动参考点示意图式(1)中的Fu(0,)为幅度方向图，函数(P(0,)为相位方向图函数，k=2n/入.相位中心定义为：在天线上或邻近若有一参考点，在给定频率下，使p(0,)等于常数，则这个使Q(0,)为常数的点称为天线的相位中心.对绝大多数天线来说没有这样一个相位中心，但是许多天线可以找到这样一个参考点，使得在主瓣某一范围内场的相位保持相对恒定，则这个参考点称为“视在相位中心”.有的天线可能在不同截面有不同相位中心，而且它们可能不重合，因此测量的相位中心是指某个截面上的相位中心[1〜3].天线在进行相位中心测量时或在使用时，它的相位中心可能偏离了旋转中心(几何中心),如图1所示，即天线的参考点移动到O',根据远场近似，得到以O'为参考点的远场表达式为】2,4]exp (exp (\r~r+d*£1JT一<令屮(0,)=p(0,)—kr' 'r,天线的相位中心与转动中心的偏差用小矢量r'表示为(3)?=A.v£+Ayy+A^z,(3)而单位矢’r可表示为jr=sinQcos£+sin9siny+cos8^, 〔4)所以1|)(P)=(p(Q)—k(A-sin9cos4-Aysin0sin+△二cos6) . (5)此式为以O'为参考点的相位中心方向图函数，而p(0,)为参考中心与旋转中心重合时的相位方向图函数.相位中心测定就是通过改变4x,△y,△z(即移动参考点O'),使屮(0,)—p(0,)的变化率最小，从而来寻找相位中心[5].该式表明测量的相位屮(0,)只对该测量面内的相位中心偏移比较敏感，也就是说当=0,测量的相位p(0,0°)只受卜x,△z变化的影响，而=90°的测量面的相位屮(0,90°)只受△y,△z的影响，基于这个关系可用来测定△x,△y,△z2相位中心的测定当被测天线是理想的球面波源时，贝吟(0,)等于常数，而实际天线多数不是理想的球面波源，而是有相散的.但可以认为在某一截面内，在主瓣某范围内p(0,)等于常数，来测量视在相位中心[5].现假设相位方向图测量是在=0°和=90°面进行,则式(5化为

式中△t代表△x或4y（当=0°代表△x；当=90°代表△y）.可得到某截面△t,△z与相位偏差的关系（相位偏差是指某方向上的远场相位与最大辐射方向上远场相位之差）e(@=-Z：(A(»in9-sinG,)+△二(.os8-cos8,)).对该式应用最小二乘法，可求出相位中心偏差！t,△z.可是在=0°和=90°分别测得△z值，但它们不相同，实践表明选择厶z=（Az（0°）+Az（90°））/2可获得较高的精度.2新益基于MATLAB开发了计算相位中心的算法与程序，并将程序成功集成至SATENV软件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系统升级相位中心测试与其他老式转台暗室相比，测试速度更快（多探头布局，被测物不需要多次转动不同角度来