CN103235194A

CN103235194A - 一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法

Info

Publication number: CN103235194A
Application number: CN2013101367475A
Authority: CN
Inventors: 李南京; 冯引良; 王剑飞; 李瑛�; 刘宁; 杨博; 陈卫军; 刘琦; 郭淑霞
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明涉及一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法，其特征在于：在微波暗室中，选取极化方向已知的线极化天线作为辅助天线，依次使线极化天线的极化状态与x，y，u，v四个极化方向相同，对待测圆极化天线在辅助天线的四个极化状态下进行天线方向图测量，得到待测圆极化天线的辐射值E_x(θ)、E_y(θ)、E_u(θ)、E_v(θ)，计算待测圆极化天线的倾角，得到待测圆极化天线的轴比AR(θ)。本发明的方法，采用线极化喇叭天线作为辅助天线，其极化方向容易确定，减少了测量时间，降低了测试难度；辅助天线处于静态，减少了不可控制因素的影响，使得到的圆极化天线轴比信息更加真实可靠。

Description

一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法

技术领域

本发明属于天线测试领域，具体涉及一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法。

背景技术

在圆极化天线测试中，需要测量圆极化天线的轴比，以判断圆极化天线的圆极化程度是否达到设计要求。旋转源法，是采用能在同一极化面内快速旋转的线极化天线作为辅助天线，同时将待测圆极化天线所在方位转台调至合适的速度，这样才可以获得更真实的轴比信息。但是，由于极化转台的旋转关节不能够完全消除因为旋转而带来的电缆抖动引起的幅度和相位的变化，特别是在高频段，这种现象尤为明显，会给测试带来误差。同时由于标准圆极化天线不易制作，通常也不采用圆极化天线作为辅助天线进行精确测量。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法，实现快速有效的圆极化天线轴比测试，节约测试时间，降低测试难度，消除在高频段电缆抖动带来的测量误差。

技术方案

一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在微波暗室中，选取极化方向已知的线极化天线作为辅助天线，依次使线极化天线的极化状态与x,y,u,v四个极化方向相同，所述x方向与y方向相互正交，u方向与v方向相互正交；x方向与u方向的夹角为45度；

步骤2：对待测圆极化天线在辅助天线的四个极化状态下进行天线方向图测量，得到待测圆极化天线的辐射值E_x(θ)、E_y(θ)、E_u(θ)、E_v(θ)，其中θ为测试方位角；

步骤3：计算待测圆极化天线的倾角

步骤4：得到待测圆极化天线的轴比AR(θ)

AR (θ) = \sqrt{\frac{E_{x}^{2} (θ) \cos^{2} (τ (θ)) + \frac{1}{2} (E_{u}^{2} (θ) - E_{v}^{2} (θ)) \sin (2 τ (θ)) + E_{y}^{2} (θ) \sin^{2} (τ (θ))}{E_{x}^{2} (θ) \cos^{2} (τ (θ)) - \frac{1}{2} (E_{u}^{2} (θ) - E_{v}^{2} (θ)) \sin (2 τ (θ)) + E_{y}^{2} (θ) \sin^{2} (τ (θ))}} .

有益效果

本发明提出的一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法，采用线极化喇叭天线作为辅助天线，其极化方向容易确定，减少了测量时间，降低了测试难度；辅助天线处于静态，减少了不可控制因素的影响，使得到的圆极化天线轴比信息更加真实可靠。

附图说明

图1：极化方向选取图

图2：圆极化天线的主极化方向图

图3：两种方法对比效果图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

一个极化椭圆可以用任意正交坐标系来表示，既正交分解。我们选用线极化分量法正交分解极化椭圆，这里我们采用两组正交的线极化分量进行测试。

本实施例将某圆极化天线作为待测天线，能够在极化面内旋转，且带有精确刻度的线极化角锥喇叭天线作为辅助天线，测试频率为8.5GHz。

测试操作：

1)在暗室中，选取极化方向已知的线极化天线作为辅助天线，依次使线极化天线的极化状态与x,y,u,v四个极化方向相同，所述x方向与y方向相互正交，u方向与v方向相互正交；x方向与u方向的夹角为45度；调整辅助天线极化状态与x方向一致,对圆极化天线进行方向图测量，记录数据E_x(θ)(其中，θ取-50°～50°)。

2)在相同的测试条件下，对圆极化天线在辅助天线极化状态分别为y,u,v时进行方向图，分别记录数据E_y(θ)、E_u(θ)、E_v(θ)。

3)由式

得到圆极化天线的倾角τ(θ)。

4)将以上步骤得到的数据代入式：

AR (θ) = \sqrt{\frac{E_{x}^{2} (θ) \cos^{2} (τ (θ)) + \frac{1}{2} (E_{u}^{2} (θ) - E_{v}^{2} (θ)) \sin (2 τ (θ)) + E_{y}^{2} (θ) \sin^{2} (τ (θ))}{E_{x}^{2} (θ) \cos^{2} (τ (θ)) - \frac{1}{2} (E_{u}^{2} (θ) - E_{v}^{2} (θ)) \sin (2 τ (θ)) + E_{y}^{2} (θ) \sin^{2} (τ (θ))}},

计算得到待测圆极化天线的轴比AR(θ)。

在圆极化天线的设计中，一般要求在方向图主瓣宽度范围内AR≤3dB。由图2可知该圆极化天线的主瓣宽度为-20°～20°，将用旋转源法测试的结果和本发明测试的结果作对比，对比结果如图3所示。从图3可以看出，本发明的方法和旋转源方法两种测量结果能够很好的吻合，证明了该方法的有效性。

Claims

1.一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法，其特征在于步骤如下：

步骤3：计算待测圆极化天线的倾角

步骤4：得到待测圆极化天线的轴比AR(θ)

AR (θ) = \sqrt{\frac{E_{x}^{2} (θ) \cos^{2} (τ (θ)) + \frac{1}{2} (E_{u}^{2} (θ) - E_{v}^{2} (θ)) \sin (2 τ (θ)) + E_{y}^{2} (θ) \sin^{2} (τ (θ))}{E_{x}^{2} (θ) \cos^{2} (τ (θ)) - \frac{1}{2} (E_{u}^{2} (θ) - E_{v}^{2} (θ)) \sin (2 τ (θ)) + E_{y}^{2} (θ) \sin^{2} (τ (θ))}} .