一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法

本发明属于圆极化天线的增益的测量，具体涉及一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法。

背景技术：

1、圆极化增益作为圆极化天线的一种关键参数，直接衡量了圆极化天线在特定方向上发射和接收电磁能量的汇聚能力。圆极化天线在空天地海一体化，5g卫星通信融合，以及高速移动卫星通信系统中具有重要应用，圆极化增益测量的准确性决定了系统性能参数测量的准确性。

2、圆极化增益常用三天线法、标准线极化天线旋转法和标准圆极化天线比较法进行校准测量。为了保证测量精度，三天线法要求除待测天线外的两副天线均不能是纯圆极化天线，并且三副天线需要测量六次；标准线极化天线旋转法要求使用的标准线极化天线具有极高的纯度，旋转设备在高测量速度下具有高旋转精度；标准圆极化天线比较法要求使用的两副标准圆极化天线具有相反旋向和极高的纯度。因此，现有方法均对辅助测量天线及其极化纯度提出了极高的要求，增加了硬件成本、测量系统复杂度，并且对测量人员的专业能力有一定要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为了准确、方便地测量圆极化天线的增益，降低硬件成本、测量系统复杂度和使用难度，提供一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法；

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，包括：

3、步骤1：首先将第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线沿视轴方向对准，同时第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线关于视轴连线的中点中心对称，并且第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线之间的测量距离满足r＞2d2/λ，再测量此时第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的旋转0度复数传输系数s21(0°)，其中，r表示第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的口径距离，d表示第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的最大尺寸，λ表示最大测量频率对应的最小测量波长；

4、步骤2：将第二待测圆极化天线逆时针旋转90度，测量此时第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的旋转90度复数传输系数s21(90°)；

5、步骤3：由旋转0度复数传输系数s21(0°)和旋转90度复数传输系数s21(90°)计算出第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的左旋增益glhcp、右旋增益grhcp、轴比ar和旋向dor。

6、进一步地，所述左旋增益glhcp和右旋增益grhcp计算公式分别为：

7、

8、

9、其中，j表示虚数单位。

10、进一步地，所述轴比ar计算公式为：

11、

12、其中，j表示虚数单位。

13、进一步地，所述旋向dor计算公式为：

14、

15、其中，j表示虚数单位。

16、进一步地，所述第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的结构和性能相同。

17、进一步地，所述第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的测量环境为微波暗室。

18、有益效果：

19、1、本发明提出了一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，可以准确、方便地测量圆极化天线的左旋增益、右旋增益、轴比和旋向。

20、2、本发明使用两副结构和性能相同的待测圆极化天线分别作为发射天线和接收天线，不需要辅助测量天线，可以降低硬件成本、测量系统复杂度并且对测量人员的专业能力没有要求。

21、3、本发明只需进行两次测量，并可测量出圆极化天线的左旋增益、右旋增益、轴比和旋向，降低测量次数，提升了实际测量效率。

技术特征：

1.一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，其特征在于，所述左旋增益glhcp和右旋增益grhcp计算公式分别为：

3.根据权利要求1所述采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，其特征在于，所述轴比ar计算公式为：

4.根据权利要求1所述采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，其特征在于，所述旋向dor计算公式为：

5.根据权利要求1所述采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，其特征在于，所述第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的结构和性能相同。

6.根据权利要求1所述采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，其特征在于，所述第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的测量环境为微波暗室。

技术总结
本发明提供了一种采用两副相同圆极化天线的增益的测量方法，使用了结构和性能相同的第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线，矢量网络分析仪和线缆。测量环境为微波暗室。将第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线以远场距离安装；矢量网络分析仪经线缆连接到第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线，其中第二待测圆极化天线作为接收天线，在旋转0度和旋转90度时测量复数传输系数，据此计算第一待测圆极化天线和第二待测圆极化天线的增益、轴比和旋向测量值。该方法无需辅助测量天线，显著降低成本；只需两次测量，提升了测量效率。

技术研发人员：陈宏泰,高盛,李顺礼,赵洪新,殷晓星
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15