陣列天線近場校準方法及在波束形成中的應用

楊雷明 李 強 孫廣俊

(中國電波傳播研究所青島分所 山東青島 266107)

0 引言

傳統的天線測量方法一般是進行遠場測量［1-2］，均假設滿足遠場平面波入射條件，信號處理簡單，遠場測量要求測試距離R滿足條件:

但是對于大型相控陣天線陣列，天線孔徑D很大，得到的測量誤差一般比較大，遠場測量實現比較困難，天線近場測試方法就是解決這類問題的有效方法。文獻［3］表明，天線近場測量結果與遠場測量結果主極化方向圖一致，并且近場測量結果與理論分析完全吻合。

近場測量技術利用探頭在天線口面上做掃描運動，測量口面上的幅度和相位，然后把近場數據轉換成遠場。近場測試有兩種方法:一種是探頭緊靠天線陣面，相距僅幾個波長的近場測試方法。這種方法要求有高精度的掃描器測試架、探頭、機械或激光定位裝置等，測試通常在微波暗室中進行，此方法成本較高，并且不適用于短波頻段測試。另一種方法是將天線測試信號源或測試探頭放置在離天線陣面較遠的地方，但仍小于遠場測試要求的2D2/λ。此方法理論公式簡單，測量環境要求不高，易于實現。

1 天線近場測試方法

圖1所示為一種大型相控陣天線的近場測試示意圖。測試天線可放置在一個可移動的測試支架上，在圖上以At點表示，其坐標位置為(xA，yA，zA)。為了保證在天線口面獲得平面波，必須通過相控陣雷達的波束控制設備來修正各單元移相器的相位，以便將球面波變為平面波前，要求波束控制系統提供進行相位修正所需的波束控制數碼［3-4］。……