天线近场测量.doc

辐射、散射近场测量及近场成像技术的研究进展
张福顺，焦永昌，马金平，刘其中，张进民，毛乃宏
张福顺，焦永昌，马金平，刘其中，张进民，毛乃宏
摘要：近场技术是近年来兴起的一种先进的测量技术，它已广泛地应用于辐射、散射测量以及目标成像．概述了目前辐射、散射近场测量及近场成像技术理论研究和测量方法的发展现状以及主要研究成果；并探讨了有关这几个分支需要进一步研究的主要问题．关键词：近场测量；辐射；散射；成像中图分类号：TN820文献标识码：A文章编号：1001-2400(1999)05-0651-06
Thestateoftheartofnearfieldtechniquesforradiation,targetsscatteringmeasurementsandobjectimaging
Thestateoftheartofnearfieldtechniquesforradiation,targetsscatteringmeasurementsandobjectimaging
ZHANGFu-shun，JIAOYong-chang，MAJin-ping，LIUQi-zhong，ZHANGJin-min，MAONai-hong(ResearchInst.ofAntennaandEMScattering,XidianUniv.,Xi′an710071，China)
Abstract:Thenearfieldtechniqueisanewkindofmeasurementtechnique,whicharosetwodecadesago.Ithasbeenwidelyusedinthefieldsofradiation,targetsscatteringmeasurementsandobjectsimaging.Inthispaper,thestate-of-the-artofthetheoryandmeasurementresearchonnearfieldtechniquesforthesethreefieldsissurveyed,andthemainissuesinthesebranchesforthefurtherstudyaresuggested.KeyWords:nearfieldtechniques；radiationmeasurements；scatteringmeasurements；objectsimaging众所周知，在离开被测目标3λ～5λ(λ为工作波长)距离上测量该区域电磁场的技术称为近场测量技术．如果被测目标是辐射器，则称为辐射近场测量；若被测目标是散射体，则称为散射近场测量；对测得散射体的散射近场信息进行反演或逆推就能得到目标的像函数，这就是目标近场成像．但是，截止目前为止，关于辐射、散射近场测量以及近场成像技术溶为一体的综述性文章还未见到公开的报导，这对从事这方面研究的学者无疑是一种遗憾．为使同行们能全面地了解该技术的发展动态，该文概述了近几十年来关于辐射、散射近场测量及近场成像技术前人所做的工作及其最新进展，并指出了未来研究的主要方向．
1辐射近场测量辐射近场测量是用一个已知探头天线(口径几何尺寸远小于1λ)在离开辐射体(通常是天线)3λ～5λ的距离上扫描测量(按照取样定理进行抽样)一个平面或曲面上电磁场的幅度和相位数据，再经过严格的数学变换计算出天线远区场的电特性．当取样扫描面为平面时，则称为平面近场测量；若取样扫描面为柱面，则称为柱面近场测量；如果取样扫描面为球面，则称为球面近场测量．其主要研究方法为模式展开法，该方法的基本思想为：空间任意一个时谐电磁波可以分解为沿各个方向传播的平面波或柱面波或球面波之和；主要研究成果及进一步要解决的问题如下所述．1.1辐射近场测量的发展现状辐射近场测量的研究起始于50年代，70年代中期处于推广应用阶段(商品化阶段)．目前，分布在世界各地的近场测量系统已有100多套［1］．该技术的基本理论［2～4］已基本成熟，这种测量方法的电参数测量精度比常规远场测量方法的测量精度要高得多，而且可全天候工作，并具有较高的保密性，因此，在军用、民用中都显示出了它独特的优越性．1.2辐射近场测量研究的主要成果几十年来，辐射近场测量的研究在以下4个方面取得了突破性的进展：(1)常规天线电参数的测量天线近场测量可以给出天线各个截面的方向图以及立体方向图，可以分析出方向图上的所有电参数(波束宽度、副瓣电平、零值深度、零深位置等)和天线的极化参数(轴比、倾角和旋向)以及天线的增益．(2)低副瓣或超低副瓣天线的测量天线方向图副瓣电平在-28～-35dB之间的天线称为低副瓣天线；副瓣电平小于-40dB的天线称为超低副瓣天线．对它们的测量要用到“零探头”技术［5］，据文献报导，副瓣电平在-40dB以