以 采用dBm的形式，dBm = Iogltl (mW)。根据射频功率电平Pci和Friis (费林斯）传输方程式 已=?#,+4+201呢1(|(人/4 311〇可以推算出等效功率吖，在？1^8传输方程式中，？,、4 为传输功率和发射天线增益，匕、4为接收功率和接收天线增益，最后一项为电磁波在空间 传输的损耗。即电磁波在空间传输随距离R的衰减，单位为dB。在本实施例中，被测天线在 参考天线每次位移后均由相同的信号源提供激励信号。
[0028] S5 :控制参考天线在直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并且在每 次位移后调整承载参考天线的水平转台的水平方向角，以使得参考天线的中心法线对准被 测天线的几何中心，同时在参考天线处接收被测天线的射频功率电平P n，根据射频功率电 平Pn计算以固定点〇为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线 的交点处的等效功率P n'，等效功率Pn' =PN+201〇g1Q[A/4 3i (0TN-B0)]，其中，Tn为参考 天线位移后的位置，位移距离 Sn= OB · tan[a /2-(Ν-1) Δ α ]-〇B · tan(a /2-ΝΔ a )，N = l，2,3，...，i，...，k，i = k/2，i· Δα = a/2〇
[0029] 其中，参考天线每位移一次，都需要使参考天线的中心法线对准被测天线的几何 中心，同时计算等效功率P/，计算完毕后，再进行下一次位移。在本实施例中，在每次位 移后调整承载参考天线的水平转台的水平方向角包括：利用全站仪对固定点0进行自动对 准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OT n，同时控制承载参考天线的水平转台 转动角度Δ a。
[0030] 举例来说，第一次位移时，位移距离S1= OB · tan[ a /2]_0B · tan( α /2-Δ a )， 参考天线从端点A位移至1\点。利用全站仪测量距离OT i，然后控制承载参考天线的水 平转台转动角度Δ α。先测量射频功率电平P1，假设以固定点0为圆心，远场测试距 离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点为心，那么由于圆的半径相同， Ot1= 0B，所以T i点处的功率和OT i与圆的交点t i处的空间衰减距离为OT「OB。因此 等效功率P1' iPi+ZOlogjA/^JT^Ti-BO)]。同样地，第二次位移时，位移距离S2 = OB · tan[a/2_A a]-〇B · tan(a/2_2A a)，参考天线从！\点位移至1~2点，利用全站 仪测量距离OT2，先测量射频功率电平P 2，然后计算得到等效功率，等效功率= P2+201og1Q[ λ/4 π (OT2-BO)]。以此类推，可以计算每次位移后的等效功率，直至参考天线位 移至端点C。
[0031] S6:根据等效功率Pc/和P/计算相应角度下被测天线的发射增益，并根据发射 增益得到角度测量范围α内被测天线的发射增益方向图。
[0032] 其中，每一个等效功率都对应有相应角度，例如Pc/对应角度a/2, P/对应角度 α/2-Λ a，P2'对应角度α/2-2Λ a ,Pi'对应角度〇, Pk'对应角度a/2,但是Pc/对应 的是Z Α0Β，而Pk'对应的是Z C0B。根据所有计算到的等效功率可以计算发射增益，最终 得到角度测量范围α内被测天线的发射增益方向图。
[0033] 本实施例的基于直线运动的天线增益方向图测量方法中，由于参考天线只做直线 运动，而控制参考天线做直线运动比较精准，误差很小，从而通过参考天线的直线运动测量 增益方向图，避免引入较大误差。
[0034] 请再参见图2,是采用基于直线运动的天线增益方向图测量方法的一种 应用场景中的测试示意图。在该应用场景中，α取60度，那么
【主权项】
1. 一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，其特征在于，包括： Sl:将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参 考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离0B，其中，O表示所述被测天线 的固定点； S2:根据所述被测天线的角度测量范围a在与所述被测天线的中心法线方向垂直的 方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动 轨迹AC= 2 ?OB?tan(a/2); 53 :将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转 台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心； 54 :在所述参考天线处接收所述被测天线的射频功率电平Ptl，根据所述射频功率电 平P1计算以所述固定点〇为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的 连线的交点处的等效功率P。'，所述等效功率P。' =PQ+201og1Q[A/43i(0A-B0)]，其中， 201og1(l[A/4JT(OA-BO)]为电磁波在空间传输随距离OA-BO后的衰减，A为电磁波的波 长； 55 :控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并 且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线 的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述参考天线处接收所述被测天线的 射频功率电平Pn，根据所述射频功率电平Pn计算以所述固定点0为圆心，远场测试距离 OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P/，所述等效功率 Pn' =PN+201og1(l[V4jt(OTn-BO)],其中，Tn为参考天线位移后的位置，位移距离Sn = 0B.tan[a/2-(N_l)Aa]-〇B.tan(a/2_NAa)，N=l，2,3，...，i，…，k，i=k/2，i.Aa =a /2； S6:根据所述等效功率Pc/ *PN'计算相应角度下所述被测天线的发射增益，并根据 所述发射增益得到所述角度测量范围a内被测天线的发射增益方向图。
2. 根据权利要求1所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，在所述S5步骤中，所 述在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角包括： 利用全站仪对固定点〇进行自动对准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OTn，同时控制承载所述参考天线的水平转台转动角度Aa。
3. 根据权利要求1所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，所述被测天线在参 考天线每次位移后均由相同的信号源提供激励信号。
4. 根据权利要求1所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，所述远场测量距离 OB大于2D2/A，其中，D为所述被测天线物理口径的最大尺寸。
5. -种基于直线运动的天线增益方向图测量方法，其特征在于，包括： Sl:将被测天线固定，在所述被测天线的中心法线方向上选取满足远场测量条件的参 考点B，并记录所述被测天线到所述参考点的远场测量距离0B，其中，0表示所述被测天线 的固定点； S2:根据所述被测天线的角度测量范围a在与所述被测天线的中心法线方向垂直的 方向上规划直线运动轨迹AC，所述直线运动轨迹AC的中点为所述参考点B，所述直线运动 轨迹AC= 2 ?OB?tan(a/2); 53 :将参考天线置于所述直线运动轨迹AC的端点A，调整承载所述参考天线的水平转 台的水平方向角，以使得所述参考天线的中心法线对准所述被测天线的几何中心； 54 :在所述被测天线处接收所述参考天线的射频功率电平Ptl，根据所述射频功率电 平P1计算以所述固定点〇为圆心，远场测试距离OB为半径的圆与参考天线和被测天线的 连线的交点处的等效功率P。'，所述等效功率P。' =PQ+201og1Q[A/43i(0A-B0)]，其中， 201og1(l[A/4JT(OA-BO)]为电磁波在空间传输随距离OA-BO后的衰减，A为电磁波的波 长； 55 :控制所述参考天线在所述直线运动轨迹AC上进行连续位移直至到达端点C，并 且在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角，以使得所述参考天线 的中心法线对准所述被测天线的几何中心，同时在所述被测天线处接收所述参考天线的 射频功率电平Pn，根据所述射频功率电平Pn计算以所述固定点0为圆心，远场测试距离 OB为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率P/，所述等效功率 Pn' =PN+201og1(l[V4jt(OTn-BO)],其中，Tn为参考天线位移后的位置，位移距离Sn = 0B.tan[a/2-(N_l)Aa]-〇B.tan(a/2_NAa)，N=l，2,3，...，i，…，k，i=k/2，i.Aa =a /2； S6:根据所述等效功率Pc/ *PN'计算相应角度下所述被测天线的接收增益，并根据 所述接收增益得到所述角度测量范围a内被测天线的接收增益方向图。
6. 根据权利要求5所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，在所述S5步骤中，所 述在每次位移后调整承载所述参考天线的水平转台的水平方向角包括： 利用全站仪对固定点〇进行自动对准，并测量每次位移后参考天线到被测天线的距离OTn，同时控制承载所述参考天线的水平转台转动角度Aa。
7. 根据权利要求5所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，所述参考天线在每 次位移后均由相同的信号源提供激励信号。
8. 根据权利要求5所述的天线增益方向图测量方法，其特征在于，所述远场测量距离 OB大于2D2/A，其中，D为所述被测天线物理口径的最大尺寸。
【专利摘要】本发明提供了一种基于直线运动的天线增益方向图测量方法。该测量方法包括：S1：确定被测天线的远场测试条件；S2：垂直被测天线的中心法线方向规划直线运动轨迹；S3：将参考天线置于直线运动轨迹端点，使参考天线的中心法线对准被测天线；S4：根据参考天线接收的射频功率电平计算以被测天线为圆心，远场测试距离为半径的圆与参考天线和被测天线的连线的交点处的等效功率；S5：控制参考天线在直线运动轨迹上连续位移，每次位移后使参考天线的中心法线对准被测天线，并计算每次位移后的等效功率；S6；根据步骤S4和步骤S5的等效功率计算发射功率，从而得到发射增益方向图。本发明能够通过参考天线的直线运动测量增益方向图。
【IPC分类】G01R29-10
【公开号】CN104730349
【申请号】CN201510178226
【发明人】苏渊红
【申请人】成都天衡电科科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月15日