CN101268377A - 用于天线的极化显示的方法和设备 - Google Patents

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CN101268377A CNA2006800346751A CN200680034675A CN101268377A CN 101268377 A CN101268377 A CN 101268377A CN A2006800346751 A CNA2006800346751 A CN A2006800346751A CN 200680034675 A CN200680034675 A CN 200680034675A CN 101268377 A CN101268377 A CN 101268377A
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刘勇
凯拉·肯塔克特
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Abstract

本发明公开了一种用于天线的极化显示的方法和设备。用于天线的极化显示的设备包括：选择装置，用于从天线的辐射方向中选择多个预定的辐射方向；映射装置，用于将所述多个预定的辐射方向映射到坐标图中；获得装置，用于获得天线沿所述多个预定的辐射方向的相应辐射数据；以及绘制装置，用于根据辐射数据，在坐标图上绘制天线沿所述多个预定辐射方向的极化图案。利用本发明的方法和设备，可以只利用一个图就提供天线沿每一个方向的全部极化信息。

Description

用于天线的极化显示的方法和设备
技术领域
本发明通常涉及一种天线技术，更具体地，涉及一种用于天线的极化显示方法和设备。
背景技术
天线是主要用于通信领域的无线电装置，其具有用于电磁波在空气中的发射和接收的功能。天线所发射的任意电磁波包括电矢量场和磁矢量场，它们总是彼此正交并且与辐射远场中电磁波的辐射方向正交。当天线发射电磁波时，电场矢量和磁场矢量的方向沿每一个辐射方向随着时间周期性地变化，这一般称为天线极化。
为了测试天线的辐射特性是否满足各种需求，需要在天线的开发和设计期间，通常通过将天线放置在球坐标***中用于观察，来研究天线的极化。参照图1，同样为了易于说明而将球坐标***这样放置：其中Z轴位于纸表面内并且沿垂直方向向上延伸，Y轴与Z轴正交并且沿纸表面向右延伸，以及X轴与纸表面正交。对于天线的任意辐射方向(θ，
Figure A20068003467500041
)，θ表示辐射方向与球坐标***中的Z轴正方向形成的角度，
Figure A20068003467500042
表示球坐标***中X轴的正方向与辐射方向在X-Y平面上的投影形成的角度。
辐射远场中的电磁波的电场矢量由彼此正交的两个线极化分量Eθ和Eφ组成。通过采用Eθ的方向作为垂直轴并且采用Eφ的方向作为水平轴来形成局部平面直角坐标***。该坐标平面与辐射方向(θ，
Figure A20068003467500043
)正交。如果在一个时间周期的任意时刻，根据Eθ和Eφ的变化将电场矢量映射到局部平面直角坐标***中，则电场矢量的终点随时间变化，并且绕着该局部平面直角坐标***的原点旋转。因此，其旋转轨迹将绘制一个闭合的图案，其描绘了天线沿方向(θ，)的极化特性。将该图案称为天线的极化图案。将旋转分类为左旋和右旋，结果是将极化也分类为左旋和右旋。
通常，天线的极化图案是椭圆形，相应地将该极化称为椭圆极化。根据电场矢量终点轨迹的旋转方向，该椭圆极化可以是左旋或右旋椭圆极化。椭圆具有长轴和短轴。通常将轴比率(AR)定义为长轴与短轴的比率，并且具有不同形状的极化椭圆具有不同的AR值。长轴和短轴通常不会在局部平面直角坐标***中重叠。在这种情况下，将在椭圆的长轴与局部平面直角坐标***中的垂直轴Eθ的正方向之间所包括的角度称为沿辐射方向的椭圆极化倾斜角度。
当电场矢量的两个线性分量Eθ和Eφ具有相同的幅度但具有+90或-90度的相位差时，天线的极化图案是圆，并将相应的极化称为圆极化。根据电场矢量的旋转方向是左旋或右旋，该圆极化可以是左旋或右旋圆极化。因为圆的长轴和短轴相等，所以圆极化的AR值是1或0dB。
当电场矢量的两个线性分量Eθ和Eφ之一具有幅度0或者这两个分量具有相同的相位时，天线的极化图案是线段，并且相应的极化是线极化。因为线段的半短轴是0，所以线极化的AR值是无穷大。线段和局部平面矩形坐标***的垂直轴Eθ的正方向之间所包括的角度是线极化沿辐射方向的倾斜角。当该倾斜角是0°时，相应的极化是垂直线极化。当该倾斜角是90°时，相应的极化是水平线极化。
在研究天线的极化特性时，需要知道所观察的辐射方向的极化类型(椭圆极化、圆极化或线极化)。当确定为椭圆极化时，我们还需要知道旋转方向(左旋或右旋极化)、倾斜角和AR值。当确定为圆极化时，我们还需要知道圆极化的旋装方向(左旋或右旋极化)。即使当确定为线极化时，我们还需要知道线极化的倾斜角。一般来说，基于沿所观察的辐射方向的上述极化信息，可以知道天线沿辐射方向的极化状态。
在现有技术中，Poincaré球通常用于记录天线沿给定辐射方向的极化。Poincaré球可以区分具有不同倾斜角和AR值的极化状态，但是它不能表示反映天线的极化特性如何随辐射方向改变的信息。利用Wolfgang-Martin Boerner、Wei-Ling Yan、An-Qing Xi和Yoshio Yamaguchi在1991年10月的Proceeding of the IEEE Vol.79，NO.10的“On the basicprinciples of radar polarimetry the target characteristic polarization statetheory of Kennaugh，Huynen’s polarization fork concept，and its extensionto the partially polarized case”中所建议的方法，将Poincaré球的表面投影到复平面上，使得可以将该球的整个表面显示和映射到该平面上。利用Harry Mieras在1983年11月的IEEE Transactions on antennas andpropagation，Vol.31，No.6中的“Optimal polarization of simple compoundtargets”的996-999页中所建议的另一种方法，使用Poincaré球相等面积投影来显示极化。如在1973年7月的IEEE Transactions on antennas andpropagation，Vol.21，No.4，pp.474-478中的“Poincare sphere representationof partially polarized fields”中所述，Georges A.Deschamps and P.EdwardMast通过在球内部引入了多个点表示部分极化状态来改进Poincaré球表示。利用George H.Knittle在1967年3月的IEEE Transactions on Antennasand Propagation，Vol.15，NO.2，pp217-221的“The polarization sphere asa graphical aid in determining the polarization of an antenna by amplitudemeasurement only”中所建议的方法，引入了作为Poincaré球的立体投影的多个极化图表。
尽管以上方法扩展并改进了Poincaré球的表示能力，并且使得能够将Poincaré球结合到实验和测量方法中，但是它们无法提供复杂的极化信息，并且这些显示方法中的一些使得不便于在印刷介质上以及在一幅图中清楚地表示结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于天线的极化显示的方法和设备，其允许提供天线沿每一辐射方向的完整极化信息。
本发明的另一目的是提供一种用于天线的极化显示的方法和设备，其允许仅利用一个图提供天线沿每一个辐射方向的完整极化信息。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明提出了一种用于天线的极化显示的方法，包括以下步骤：
a)从天线的辐射方向中选择多个预定的辐射方向；
b)将所述多个预定的辐射方向映射到坐标图中；
c)获得天线沿所述多个预定的辐射方向的相应辐射数据；以及
d)根据辐射数据，在坐标图上绘制天线沿多个预定辐射方向的极化图案。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明提出了一种用于天线的极化显示的设备，包括：
选择装置，用于从天线的辐射方向中选择多个预定的辐射方向；
映射装置，用于将所述多个预定的辐射方向映射到坐标图中；
获得装置，用于获得天线沿所述多个预定的辐射方向的相应辐射数据；以及
绘制装置，用于根据辐射数据，在坐标图上绘制天线沿所述多个预定辐射方向的极化图案。
通过参照结合附图的以下描述和权利要求，本发明的其它目的、成就连同对本发明的更为全面的理解将变得显而易见并且易于理解。
附图说明
图1示出了球坐标***中的辐射方向(θ，
Figure A20068003467500071
)的位置关系；
图2示出了沿给定的辐射方向(θ，
Figure A20068003467500072
)，针对天线的两个电场分量Eθ和的时域波形和相应的极化图案；
图3示出了用于表示根据本发明的天线的完整极化信息的二维平面矩形图；
图4示出了具有线极化特性的偶极天线的结构；
图5示出了图4中所示的偶极天线的三维辐射图案；
图6示出了根据本发明的图4中的偶极天线的完整极化特性在二维平面矩形图中的显示结果；
图7示出了具有圆极化特性的贴片天线(patch antenna)的结构；
图8示出了图7中的贴片天线的三维辐射图案；
图9示出了根据本发明的图7中的贴片天线的完整极化特性在二维平面矩形图中的显示结果；
图10示出了具有复杂极化特性的平面倒F天线(PIFA)的结构；
图11示出了图10中的PIFA的三维辐射图案；
图12示出了根据本发明的图10中的PIFA的完整极化特性在二维平面矩形图中的显示结果；
图13示出了根据本发明另一实施例的偶极天线的完整极化特性在球形图上的显示结果；
图14示出了根据本发明另一实施例的贴片天线的完整极化特性在球形图上的显示结果；
图15示出了根据本发明另一实施例的PIFA的完整极化特性在球形图上的显示结果；以及
图16示出了与根据本发明的用于天线的极化显示的方法相对应的功能模块。
贯穿以上附图，将相同的参考符号理解为表示类似或相应的特征或功能。
具体实施方式
根据本发明所提出的用于天线的极化显示方法，从天线的辐射方向选择多个辐射方向作为采样方向，并且针对每一个采样方向获得电学远场数据。然后，将所选定的采样方向映射为二维平面矩形图或球形图上的多个相应的映射点。随后，根据沿每一个采样方向的电学远场数据，可以绘制沿每一个采样方向的辐射远场的极化图案，该极化图案以二维平面矩形图或球形图中的相应映射点为中心。可以单独地通过计算机软件程序或将其集成到传统的天线仿真测试软件中来执行根据本发明的用于天线的极化显示的方法。
将结合图2和图3给出对根据本发明的用于天线的极化显示的方法的详细描述。
如本发明的背景技术中所示，天线沿辐射方向(θ，
Figure A20068003467500081
)的电场由彼此正交的两个线极化分量Eθ和
Figure A20068003467500082
组成。在一个时间周期中，上述两个分量合成的矢量终点的轨迹是天线沿辐射方向的极化图案。
图2示出了天线沿特定辐射方向(θ，
Figure A20068003467500083
)的分量Eθ和
Figure A20068003467500084
以及相应的极化图案。在图2中，a表示极化椭圆的半长轴，b表示极化椭圆的半短轴，a/b表示极化椭圆的轴比，并且其中极化椭圆的轨迹从厚变薄的方向表示电场矢量的旋转方向。
参照图2，可以根据极化图案的形状是椭圆、圆还是线段来确定天线沿辐射方向(θ，
Figure A20068003467500091
)是椭圆极化、圆极化还是线极化。还可以根据其中极化椭圆的轨迹从厚变薄的方向是顺时针方向还是逆时针方向来确定天线沿辐射方向(θ，)的极化方向(polarization sense)是左旋还是右旋。根据在半长轴a与垂直轴的正方向(Eθ的正方向)之间所包括的角度，可以确定天线沿辐射方向(θ，)的极化的倾斜角。根据极化图案的大小，可以确定天线沿辐射方向(θ，
Figure A20068003467500094
)的辐射场强度。此外，当天线沿辐射方向(θ，
Figure A20068003467500095
)的辐射场强度弱到使得极化图案对于区分极化类型而言太小时，可以在显示AR值的帮助下确定极化类型。从上述描述中可以看出，可以根据极化图案并在AR值的帮助下(当必要时)获得天线沿任意辐射方向的完整极化信息。
当需要获得天线沿全部辐射方向的完整极化信息时，从天线的全部辐射方向中选择多个辐射方向作为采样方向。然后，例如通过使用仿真软件对天线进行仿真，获得沿这些采样方向的电学远场数据，例如分量Eθ和的模和相位。将采样方向映射到二维矩形图或球形图上的相应点上。最后，根据沿每一个采样方向所获得的电学远场，在局部平面矩形坐标***中绘制极化图案，该极化图案以二维平面矩形图或球形图中的相应点为中心。
图3示出了二维平面矩形图，用于表示根据本发明的天线极化特性，其中垂直轴是范围从0°至180°的θ轴，水平轴是范围从0°至360°的
Figure A20068003467500097
轴。
可以根据具体要求的显示分辨率来进行采样方向的选择，例如可以选择每隔10°的θ和
Figure A20068003467500098
的辐射方向作为采样方向。当需要更锐利的显示时，可以选择每隔5°的辐射方向作为采样方向。
在通过使用本发明的天线极化显示的以上方法将天线沿每一个采样方向的极化图案绘制到二维平面矩形图或球形图上之后，将有助于技术人员直接通过观察来确定天线沿任意感兴趣的辐射方向所示出极化类型(椭圆极化、圆极化或线极化)。当天线示出了沿感兴趣的辐射方向的椭圆或圆极化时，还可以根据其中极化图案从厚逐渐变到薄的轨迹的方向，来确定天线沿感兴趣方向的极化方向是左旋或是右旋。当天线示出线极化时，可以根据极化线段与坐标轴之间的位置关系来确定天线沿感兴趣的辐射方向的极化是水平极化还是垂直极化。当天线是椭圆极化或线极化时，可以根据极化图案的半长轴与坐标轴之间所包括的角度来确定天线极化沿感兴趣的辐射方向的倾斜角。另外，可以根据极化图案的不同大小来确定天线沿感兴趣的辐射方向的辐射场强度。
从以上描述中可以看出，本发明可以通过极化图案并只利用一幅图(即二维平面矩形图或球形图)就提供天线沿任意辐射方向的完整极化信息。因此，本发明的用于天线的极化显示的方法适用于各种印刷介质(print media)。
下面将结合图4-12，通过采用三种公知的天线结构作为示例，对根据本发明的用于天线在二维平面中的极化显示的方法进行详细描述。
I.线极化的偶极天线
图4示出了具有线极化特性的偶极天线。如图4所示，偶极天线是半波偶极，其长度为150mm，半径为1mm。该偶极天线在其中心处具有宽2mm的间隙，并通过该间隙将信号馈送至偶极天线中。天线的谐振频率是927MHz。偶极天线的中心位于球坐标***的原点，并且偶极天线与坐标***的三个坐标轴x、y和z之间所包括的角度全都是45°。
图5示出了通过使用现有的天线仿真软件所获得的偶极天线的三维辐射图案。如图5所示，该偶极天线示出了传统偶极的典型圆环形辐射图案，即：沿偶极天线的两个长度末端的辐射方向具有最弱的电场强度，并且与该天线正交的辐射方向具有最强的电场强度。
图6示出了根据用于天线的极化显示的上述方法的、在本发明的二维平面矩形图中所绘制的偶极天线沿几个采样方向的极化图案，其中二维平面矩形图的垂直轴是θ轴，水平轴是
Figure A20068003467500101
轴。可以在计算机的帮助下进行极化图案的绘制。
在获得如图6所示的极化图案之后，因为该偶极天线沿所有辐射方向的极化图案近似地与线段类似，所以本领域的普通技术人员可以非常容易地确定偶极天线是线极化的。另外，从图6中可以看出，该线段在(θ，
Figure A20068003467500111
)为(45°，45°)和(135°和230°)的两个点附近区域中具有小尺寸，即在沿偶极天线的两个末端的辐射方向附近。其它区域中的线段具有较大的尺寸，因此根据图5的圆环形图案所示的天线辐射特性可以确定：偶极天线在沿偶极天线的两个长度末端的辐射方向中具有较弱的辐射场强度，并且沿它他方向具有较强的辐射场强度。根据图6中所示的每一个线段与坐标轴之间的位置关系，可以确定天线沿每一个辐射方向的线极化的倾斜角。图6还示出了具有最小AR值13.7019dB和最大AR值57.3308dB的两个辐射方向。关于这两个辐射方向的AR值，可以近似地估计偶极天线沿所有辐射方向的AR值分布。
从以上描述可以看出，图6中所示的二维平面矩形图中的极化图案可以帮助技术人员容易地获得极化类型、极化的倾斜角以及偶极天线沿每一个辐射方向的AR值。
II.圆极化的贴片天线
图7示出了具有圆极化的典型贴片天线，其中该贴片天线位于球坐标***的Z-Y平面内，该球坐标***的中心位于坐标***的原点。
图8示出了通过使用现有的天线仿真软件所获得的贴片天线的三维辐射图案。从图8可以看出，该贴片天线沿贴片前面的辐射方向具有更强的辐射场强度，而沿该贴片后边的辐射方向具有非常弱的辐射场强度。
图9示出了根据用于天线的极化显示的方法、在二维平面矩形图中所绘制的贴片天线沿若干个采样方向的极化图案，其中该二维平面矩形图的垂直轴是θ轴，水平轴是
Figure A20068003467500112
轴。可以在计算机的帮助下执行极化图案的绘制。
在获得了图9中的极化图案之后，可以发现该贴片天线沿每一个辐射方向具有近似的圆极化图案，因此技术人员可以确定该贴片天线是圆极化的。根据图9，可以发现该圆沿贴片天线的贴片后面的辐射方向具有较小的尺寸，即在(θ，
Figure A20068003467500113
)是(90°，180°)点附近的区域。该圆在其它区域具有较大的尺寸，尤其是沿贴片天线的贴片前面的辐射方向。基于这种情况，根据图8中的三维辐射图案中所示的天线辐射特性，可以确定该贴片天线沿其贴片前面的辐射方向具有较强的辐射场强度，并且沿贴片后面的辐射方向具有较弱的辐射场强度。从图9可以看出，每一个圆的轨迹沿逆时针方向从厚逐渐变到薄。因此可以确定该贴片天线沿所有辐射方向都具有右旋圆极化。图9还示出了具有最小AR值0.094717dB和最大AR值19.2891dB的两个辐射方向。参考这两个辐射方向的AR值，可以近似地估计天线沿每一个辐射方向的AR值分布。
根据以上描述，可以看出图9所示的二维平面矩形图中的极化图案可以帮助技术人员容易地获得贴片天线沿每一个辐射方向的极化类型、极化方向和AR值。
III.具有复杂极化的PIFA
除了典型的线极化和圆极化天线以外，大多数天线通常具有复杂的极化特性。
图10示出了具有复杂极化特性的PIFA(平面倒F型天线)的结构。如图10所示，PIFA具有20mm×20mm的片，将其安装在100mm×100mm的地平面的中心处。片与地平面之间的垂直距离是10mm。该PIFA具有与Huynh，M.-C./Stutzman，W.在2003年8月3日在Microwaves，Antennasand Propagation，IEE Proceeding的vol.150，No.4，209-213页的“Groundplane effects on planar inverted-F antenna(PIFA)performance”中所描述的天线模型类似的结构。
图11示出了通过使用现有的天线仿真软件所获得的PIFA的辐射图案。从图11中可以看出PIFA沿每一个辐射方向的辐射场强度的分布。
图12示出了根据用于天线的极化显示的上述方法、在本发明的二维平面矩形图中所绘制的PIFA沿多个采样方向的极化图案，其中该二维矩形图的垂直轴是θ轴，水平轴是
Figure A20068003467500121
轴。可以在计算机的帮助下执行极化图案的绘制。
在获得图12的极化图案之后，可以发现PIFA的极化图案包括近似的圆极化、近似的线极化和近似的椭圆极化图案。因此，技术人员可以确定该PIFA具有复杂的极化特性。如图12所示，极化图案在其中(θ，
Figure A20068003467500131
)是(90°，180°)和(90°，0°)的方向附近的区域中具有较小尺寸，并且沿其它方向具有较大的尺寸。基于这种情况，根据图11的辐射图案，可以确定该PIFA沿两个辐射方向具有较弱的辐射场强度，而沿其它辐射方向具有较强的辐射场强度。从图12可以看出，如图12所示，PIFA的极化图案沿
Figure A20068003467500132
的辐射方向主要示出为圆形和椭圆形，并且针对圆和椭圆的轨迹按照顺时针方向从厚逐渐变到薄。此外，PIFA的极化图案沿的辐射方向主要示出为圆形和椭圆形，并且针对圆和椭圆的轨迹按照逆时针方向从厚逐渐变到薄。基于这种情况，可以确定PIFA具有左旋圆极化和左旋椭圆极化，以及右旋圆极化和右旋椭圆极化。根据图12所示的每一个椭圆的朝向，可以确定针对天线的每一个椭圆极化的倾斜角。从图12可以看出，PIFA的极化图案沿120°
Figure A20068003467500134
的辐射方向主要示出为线段，因此可以根据每一个线段相对于坐标轴的位置来确定天线的每一个线极化的倾斜角。图12还示出了具有最小AR值0.15dB和最大AR值38.82dB的两个辐射方向。参考这两个辐射方向的AR值，可以近似地估计天线沿每一个辐射方向的AR值的分布。
基于以上描述，可以知道图12中所示的二维平面矩形图中的极化图案可以帮助技术人员容易地获得针对PIFA沿每一个辐射方向的极化类型、极化方向、极化的倾斜角和AR值，即完整的极化信息。
下面将结合图13至15，通过采用以上三种公知的天线结构作为示例，对根据本发明的用于采取球形图的形式对天线的极化显示的方法进行详细描述。
I.线极化的偶极天线
图13示出了根据本发明另一实施例的偶极天线的全部极化特性在球形图上的显示结果，其中将偶极天线沿球坐标***的Z轴放置，并以该坐标***的原点为中心。
在获得图13的极化图案之后，因为该偶极天线沿全部辐射方向的极化图案被示出为近似线段，所以技术人员可以确定该偶极天线是线极化天线。因为所有线条都与球的经度平行，所以将偶极天线的辐射场示出为垂直极化的。另外，从图13可以看出，该线条在球的赤道附近最长，其中θ等于90°。基于这种情况，可以确定偶极天线沿球的赤道附近的辐射方向具有最强的辐射场强度，这是天线的圆环形辐射图案的特征。图13还示出了在球的极点处的2.91dB的AR值以及在赤道与X轴的交点处的22.7dB的AR值。参考这两个AR值，可以近似地估计偶极天线沿每一个辐射方向的AR值的分布。
从以上描述可以看出，图13中所示的球形图中的极化图案可以帮助技术人员容易地获得偶极天线沿每一个辐射方向的全部极化信息。
II.圆极化的贴片天线
图14示出了根据本发明另一实施例的贴片天线的全部极化特性在球形图上的显示结果，其中该贴片天线的放置及其三维图案分别可以参考图7和图8。
在获得了图14的极化图案之后，可以发现该贴片天线沿着每一幅射方向的极化图案均示为圆，因此技术人员可以确定该贴片天线是圆极化天线。在图14中，可以发现每一个圆的轨迹按照逆时针方向从厚逐渐变到薄，并且因此可以确定该贴片天线是右旋圆极化天线。另外，从图14可以看出，该圆沿球坐标***的X轴的正方向具有较大的尺寸，并因此根据图8的三维辐射图案所表示的天线特性可以确定该贴片天线沿X轴具有较强的辐射场强度。图14还示出了在该球的极点处的0.104dB的AR值以及在赤道上的X轴附近的2.51dB的AR值。参考这两个AR值，可以近似地估计该贴片天线沿每一个辐射方向的AR值的分布。
从以上描述可以看出，图14所示的球形图中的极化图案可以帮助技术人员容易地获得该贴片天线沿每一个辐射方向的全部极化信息。
III.具有复杂极化的PIFA
图15示出了根据本发明另一实施例的PIFA的全部极化特性在球形图上的显示结果。
在获得了图15的极化图案之后，可以发现PIFA的极化图案包括近似的圆、近似的线和近似的椭圆图案。因此，技术人员还可以确定PIFA除了具有纯圆、线或椭圆极化之外，还具有复杂的极化特性。另外，根据图15显而易见的是，PIFA天线沿球坐标***的X-Z平面的辐射方向具有非常高AR值的垂直线极化，并且PIFA天线沿球坐标***的X-Z平面的辐射方向的极化倾向于是水平极化的。另外，根据图15可以确定，PIFA沿球坐标***的X-Z平面的X轴附近的辐射方向具有最强的辐射场强度。图15还示出了在球的极点处的24.59dB的AR值、在X轴附近的28.29dB的AR值以及在Y轴处的7.10dB的AR值。参考这三个AR值，可以近似地估计PIFA天线沿每一个辐射方向的AR值的分布。
从以上描述可以看出，图15中所示的球形图中的极化图案可以帮助技术人员容易地获得PIFA天线沿每一个辐射方向的全部极化信息。
根据本发明的用于天线的极化显示的上述方法可以以软件、硬件或二者的组合来实现。可以将上述方法应用于印刷介质和印刷品，或者备选地，可以通过使用软件在计算机上实现和显示。
当利用硬件来实现根据本发明的用于天线的极化显示的方法时，图16中示出了相应的功能模块。选择单元11可操作用于适当地根据显示分辨率要求，从天线的辐射方向中选择多个采样方向，并且向映射单元12和数据获得单元13报告。映射单元12将多个采样方向映射到二维矩形图或球形图中的相应点上。数据获得单元13通过使用现有的仿真软件来获得天线沿多个相应的采样方向的电学远场数据，并且绘制装置14基于发送自数据获得单元13的远场数据，在二维矩形图或球形图上绘制天线沿多个采样方向的极化图案。
根据结合附图对于本发明实施例的详细描述，可以看出通过使用本发明的用于天线的极化显示的方法，该极化图案可以提供天线沿每一个辐射方向的极化类型、极化方向、极化的倾斜角和AR值。与现有技术相比，本发明的用于天线的极化显示的方法因此可以提供天线沿每一个辐射方向的全部极化信息。
此外，在本发明的用于天线的极化显示的方法中，从天线的全部辐射方向中选择多个辐射方向作为采样方向，获得沿每一个采样方向的电学远场数据，将每一个采样方向映射到二维平面矩形图或球形图中的相应点上，并基于沿每一个采样方向的电学远场数据，将沿每一个采样方向的极化图案以相应的映射点为中心地绘制在二维平面矩形图或球形图上。与现有技术相比，本发明的用于天线的极化显示的方法只使用一个图，即只使用一个二维矩形图或球形图，就提供了天线沿每一个辐射方向的全部极化信息。
本领域的技术人员应该理解，在不背离本发明的基础的前提下，可以对本发明所公开的天线的极化显示方法和设备进行改进和修改，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (12)

1.一种用于天线的极化显示的方法，包括以下步骤：
a)从天线的辐射方向中选择多个预定的辐射方向；
b)将所述多个预定的辐射方向映射到坐标图中；
c)获得天线沿所述多个预定的辐射方向的相应辐射数据；以及
d)根据所述相应的辐射数据，在所述坐标图上绘制所述天线沿所述多个预定辐射方向的极化图案。
2.根据权利要求1所述的用于天线的极化显示的方法，还包括以下步骤：
如果所述天线沿所述多个预定辐射方向中的一个辐射方向是椭圆极化或圆极化，则绘制沿所述辐射方向的极化图案的相应轨迹，使得所述轨迹沿所述辐射方向的天线电场矢量的旋转方向从厚逐渐变到薄。
3.根据权利要求2所述的用于天线的极化显示的方法，其中，所述坐标图是平面坐标图，并将所述多个预定的辐射方向映射到所述平面坐标图上的多个相应点上。
4.根据权利要求2所述的用于天线的极化显示的方法，其中，在步骤(b)中，所述坐标图是球坐标图，并将所述多个预定的辐射方向映射到所述球坐标图上的多个相应点上。
5.根据权利要求3或4所述的用于天线的极化显示的方法，其中，在步骤(b)中，通过采用相应点作为中心来绘制所述极化图案。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于天线的极化显示的方法，其中，在步骤(c)中，所述相应的辐射数据包括电场分量的模和相位。
7.一种用于天线的极化显示的设备，包括：
选择装置，用于从天线的辐射方向中选择多个预定的辐射方向；
映射装置，用于将所述多个预定的辐射方向映射到坐标图中；
获得装置，用于获得所述天线沿所述多个预定的辐射方向的相应辐射数据；以及
绘制装置，用于根据所述辐射数据，在所述坐标图上绘制所述天线沿所述多个预定辐射方向的极化图案。
8.根据权利要求7所述的用于天线的极化显示的设备，其中，当所述天线沿所述多个预定辐射方向中的一个辐射方向是椭圆极化或圆极化时，所述映射装置映射所述极化图案沿所述极化方向的相应轨迹，使得所述轨迹沿所述辐射方向的天线电场矢量的旋转方向从厚逐渐变到薄。
9.根据权利要求8所述的用于天线的极化显示的设备，其中，所述坐标图是平面坐标图，并且所述映射装置将所述多个预定的辐射方向映射到所述平面坐标图上的多个相应点上。
10.根据权利要求8所述的用于天线的极化显示的设备，其中，所述坐标图是球坐标图，并且所述映射装置将所述多个预定的辐射方向映射到所述球坐标图上的多个相应点上。
11.根据权利要求9或10所述的用于天线的极化显示的设备，其中，所述绘制装置通过采用相应点作为中心来绘制所述极化图案。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的用于天线的极化显示的设备，其中，所述相应的辐射数据包括电场分量的模和相位。
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