CN110850187A - 一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法 - Google Patents

一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110850187A
CN110850187A CN201911022878.4A CN201911022878A CN110850187A CN 110850187 A CN110850187 A CN 110850187A CN 201911022878 A CN201911022878 A CN 201911022878A CN 110850187 A CN110850187 A CN 110850187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
tested
measured
complex
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911022878.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110850187B (zh
Inventor
李顺礼
张遒逸
赵洪新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201911022878.4A priority Critical patent/CN110850187B/zh
Publication of CN110850187A publication Critical patent/CN110850187A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110850187B publication Critical patent/CN110850187B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法涉及一种天线交叉极化比的测量方法，使用了结构和性能完全相同的第一待测天线(10)和第二待测天线(11)，测量仪器(20)和线缆(21)。测试在微波暗室(3)中进行。将第一待测天线(10)和第二待测天线(11)安装在远场区内；测量仪器(20)经线缆(21)连接到第一待测天线和第二待测天线，其中第二待测天线作为接收天线，在极化匹配以及极化正交时采集得到复数衰减因子，并以此计算第二待测天线的复数交叉极化比；再以待测天线，为接收天线，测得第一待测天线的复数交叉极化比，取均值得到复数交叉极化比的测量值。该方法省去了参考天线简化了测量，同时多次测量减小了环境带来的误差。

Description

一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法
技术领域
本发明涉及一种天线测量方法，尤其是一种使用两副相同待测天线的交叉极化比的测量方法。
背景技术
交叉极化比作为天线的一种参数，在多输入多输出天线阵列，双极化天线，以及极化复用***等应用设计中，具有到关键的参考作用。测量天线交叉极化比是测量具有高极化隔离的天线时不可忽略的一步。但是实际的天线测量中，具有低交叉极化比的天线由于交叉极化分量较小，难以准确测量。现有的交叉极化比测量方法需要一副参考天线。为了保证测量精度，要求参考天线的交叉极化比远低于被测天线的交叉极化比。
在这种现有天线交叉极化比的测量方法中，参考天线的交叉极化比高于待测天线时，无法准确测出待测天线的交叉极化比。如果待测天线的交叉极化性能极好，同频段内很难找到交叉极化比待测天线更小的参考天线，其成本也较高，增加了测量的难度和测量***搭建的复杂度。同时当被测天线的交叉极化很小时，暗室环境及测量装置的不完善对测量精度的影响很大。
发明内容
技术问题:为了便于测量极低的交叉极化比，本发明提出了一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法，该方法不需要参考天线，可以简便、准确地测量出天线极低的复数交叉极化比。
技术方案：本发明一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法是：该方法使用第一待测天线和第二待测天线，第一待测天线和第二待测天线的结构和性能一样；测量在微波暗室中进行；
第一待测天线作为发射天线，第二待测天线作为接收天线；
步骤1：首先将第一待测天线的极化方向与第二待测天线的极化方向平行对准，测量此时第一待测天线与第二待测天线之间的同极化复数衰减因子
Figure RE-GDA0002325817600000011
步骤2：再将第一待测天线的极化方向顺时针旋转90度，测量此时第二待测天线与第一待测天线之间的交叉极化复数衰减因子
Figure RE-GDA0002325817600000012
步骤3：由同极化复数衰减因子
Figure RE-GDA0002325817600000021
和交叉极化复数衰减因子
Figure RE-GDA0002325817600000022
得出
Figure RE-GDA0002325817600000023
与
Figure RE-GDA0002325817600000024
之比的实部和虚部
Figure RE-GDA0002325817600000025
和
Figure RE-GDA0002325817600000026
步骤4：再由
Figure RE-GDA0002325817600000027
和
Figure RE-GDA0002325817600000028
计算出第二待测天线的复数交叉极化比的幅度X1和相位
步骤5：将第一待测天线的极化方向按顺时针方向继续旋转90度，使得第一待测天线的极化方向与第二待测天线的极化方向再次平行对准，测量此时第一待测天线与第二待测天线之间的同极化复数衰减因子
Figure RE-GDA00023258176000000210
步骤6：再将第一待测天线的极化方向顺时针旋转90度，测量此时第二待测天线与第一待测天线之间的交叉极化复数衰减因子
Figure RE-GDA00023258176000000211
步骤7：再由同极化复数衰减因子
Figure RE-GDA00023258176000000212
和交叉极化复数衰减因子
Figure RE-GDA00023258176000000213
得出
Figure RE-GDA00023258176000000214
与
Figure RE-GDA00023258176000000215
之比的实部和虚部
Figure RE-GDA00023258176000000216
和
Figure RE-GDA00023258176000000217
步骤8：再由
Figure RE-GDA00023258176000000218
和
Figure RE-GDA00023258176000000219
计算出第二待测天线的复数交叉极化比的幅度X2和相位
Figure RE-GDA00023258176000000220
第一待测天线作为接收天线，把第二待测天线作为发射天线，
步骤9：采用与以上步骤1至步骤8相同的方法，得到一组复数交叉极化比的幅度和相位X3和
Figure RE-GDA00023258176000000221
以及X4和
Figure RE-GDA00023258176000000222
步骤10：把X1，X2，X3，和X4的平均值作为测得的待测天线的复数交叉极化幅度，和
Figure RE-GDA00023258176000000224
的平均值作为测得的待测天线的复数交叉极化相位
Figure RE-GDA00023258176000000225
所得复数交叉极化比为
Figure RE-GDA00023258176000000227
所述的复数交叉极化比的幅度X1和相位
Figure RE-GDA00023258176000000228
的计算方法为：
Figure RE-GDA00023258176000000229
Figure RE-GDA00023258176000000230
复数交叉极化比的幅度和相位X2和
Figure RE-GDA00023258176000000231
的计算方法为：
Figure RE-GDA0002325817600000031
Figure RE-GDA0002325817600000032
由于多次测量减小了环境误差，测量值更加可靠；该方法省去了参考天线，简化了测量***。
有益效果：本发明的有益效果是：
(1)本发明提出了一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法，可以简便、准确地测量出天线极低的交叉极化比的幅度和相位；
(2)该方法使用两副性能相同的待测天线分别作发射天线和接收天线，省去了参考天线，降低了测量***实现难度，降低了测量***搭建的难度和成本；
(3)测量在不同条件下进行多次，减小了环境带来的测试误差。
附图说明
图1是本发明的测量***结构示意图。
图中有，第一待测天线10，第二待测天线11，测量仪器20，线缆21，微波暗室3。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。
在图1中，使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量***结构由第一待测天线10和第二待测天线11，测量仪器20和线缆2组成。第一待测天线10 和第二待测天线11结构和性能完全相同。测试在微波暗室3中进行。使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法具体实施方式分为三步：
步骤1第一待测天线10和第二待测天线11的安装：
第一待测天线10和第二待测天线11分别固定，且第一待测天线10和第二待测天线11在测试频段内始终处于远场区。第一待测天线10和第二待测天线 11的待测方向重合，将第一待测天线10的极化方向与第二待测天线11的极化方向平行对准。
步骤2测量第二待测天线11的复数交叉极化比：
在完成安装后，测量仪器20通过线缆21连接到微波暗室3内的第一待测天线10和第二待测天线11，第一待测天线10作为发射天线，第二待测天线11作为接收天线；测量此时第一待测天线10与第二待测天线11之间的复数衰减因子再将第一待测天线10的极化方向顺时针旋转90度，测量此时第二待测天线11与第一待测天线10之间的复数衰减因子然后得出
Figure RE-GDA0002325817600000043
与
Figure RE-GDA0002325817600000044
之比的实部和虚部
Figure RE-GDA0002325817600000045
和
Figure RE-GDA0002325817600000046
再计算出第二待测天线11复数交叉极化比的幅度和相位：
Figure RE-GDA0002325817600000047
步骤3减小微波暗室3环境带来的误差：
步骤3-1第一待测天线10按顺时针方向继续旋转90度，使得第一待测天线 10的极化方向与第二待测天线11的极化方向再次平行对准，重复步骤2的测量，得到复数交叉极化比的幅度和相位X2和
步骤3-2再将第二待测天线11作为发射天线，第一待测天线10作为接收天线；使得第一待测天线10的极化方向与第二待测天线11的极化方向平行对准，测量此时第一待测天线10与第二待测天线11之间的复数衰减因子
Figure RE-GDA0002325817600000049
再将第二待测天线11的极化方向顺时针旋转90度，测量此时第一待测天线10与第二待测天线11之间的复数衰减因子然后计算
Figure RE-GDA00023258176000000411
与
Figure RE-GDA00023258176000000412
之比的实部和虚部
Figure RE-GDA00023258176000000413
和
Figure RE-GDA00023258176000000414
再计算出第一待测天线10复数交叉极化比的幅度和相位：
Figure RE-GDA00023258176000000416
步骤3-3第二待测天线11按顺时针方向继续旋转90度，使得第一待测天线 10的极化方向与第二待测天线11的极化方向再次平行对准，重复步骤3-2的测量，得到复数交叉极化比的幅度和相位X4和
Figure RE-GDA00023258176000000417
步骤3-4把X1，X2，X3，和X4的平均值作为测得的待测天线的复数交叉极化幅度，
Figure RE-GDA0002325817600000051
和的平均值作为测得的待测天线的复数交叉极化相位
此时复数交叉极化比为
Figure RE-GDA0002325817600000055
根据以上所述，便可实现本发明。

Claims (2)

1.一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法，其特征是：该方法使用第一待测天线(10)和第二待测天线(11)，第一待测天线(10)和第二待测天线(11)的结构和性能一样；测量在微波暗室(3)中进行；
第一待测天线(10)作为发射天线，第二待测天线(11)作为接收天线；
步骤1：首先将第一待测天线(10)的极化方向与第二待测天线(11)的极化方向平行对准，测量此时第一待测天线(10)与第二待测天线(11)之间的同极化复数衰减因子
步骤2：再将第一待测天线(10)的极化方向顺时针旋转90度，测量此时第二待测天线(11)与第一待测天线(10)之间的交叉极化复数衰减因子
Figure RE-FDA0002325817590000012
步骤3：由同极化复数衰减因子
Figure RE-FDA00023258175900000125
和交叉极化复数衰减因子
Figure RE-FDA0002325817590000013
得出
Figure RE-FDA0002325817590000014
与之比的实部和虚部
Figure RE-FDA0002325817590000016
和
Figure RE-FDA0002325817590000017
步骤4：再由和
Figure RE-FDA0002325817590000019
计算出第二待测天线(11)的复数交叉极化比的幅度X1和相位
Figure RE-FDA00023258175900000110
步骤5：将第一待测天线(10)的极化方向按顺时针方向继续旋转90度，使得第一待测天线(10)的极化方向与第二待测天线(11)的极化方向再次平行对准，测量此时第一待测天线(10)与第二待测天线(11)之间的同极化复数衰减因子
Figure RE-FDA00023258175900000111
步骤6：再将第一待测天线(10)的极化方向顺时针旋转90度，测量此时第二待测天线(11)与第一待测天线(10)之间的交叉极化复数衰减因子
步骤7：再由同极化复数衰减因子
Figure RE-FDA00023258175900000126
和交叉极化复数衰减因子
Figure RE-FDA00023258175900000113
得出与之比的实部和虚部
Figure RE-FDA00023258175900000116
和
Figure RE-FDA00023258175900000117
步骤8：再由
Figure RE-FDA00023258175900000118
和
Figure RE-FDA00023258175900000119
计算出第二待测天线(11)的复数交叉极化比的幅度X2和相位
Figure RE-FDA00023258175900000120
第一待测天线(10)作为接收天线，把第二待测天线(11)作为发射天线，
步骤9：采用与以上步骤1至步骤8相同的方法，得到一组复数交叉极化比的幅度和相位X3和
Figure RE-FDA00023258175900000121
以及X4和
步骤10：把X1，X2，X3，和X4的平均值作为测得的待测天线的复数交叉极化幅度，
Figure RE-FDA00023258175900000123
和的平均值作为测得的待测天线的复数交叉极化相位
Figure RE-FDA0002325817590000021
Figure RE-FDA0002325817590000022
所得复数交叉极化比为
Figure RE-FDA0002325817590000023
2.根据权利要求1所述的使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法，其特征是：所述的复数交叉极化比的幅度X1和相位的计算方法为：
Figure RE-FDA0002325817590000026
复数交叉极化比的幅度和相位X2和
Figure RE-FDA0002325817590000027
的计算方法为：
Figure RE-FDA0002325817590000029
CN201911022878.4A 2019-10-25 2019-10-25 一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法 Active CN110850187B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911022878.4A CN110850187B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911022878.4A CN110850187B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110850187A true CN110850187A (zh) 2020-02-28
CN110850187B CN110850187B (zh) 2020-11-03

Family

ID=69597032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911022878.4A Active CN110850187B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110850187B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220140497A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-05 National Instruments Corporation Compact Antenna Test Range (CATR) Alignment Verification

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11304860A (ja) * 1998-04-15 1999-11-05 Mitsubishi Electric Corp 測定装置
JP2002228697A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Mitsubishi Electric Corp コンパクトレンジ
US20030034920A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Southern Methodist University Microstrip antenna employing width discontinuities
CN101369019A (zh) * 2008-10-10 2009-02-18 清华大学 基于极化数据融合的极化干涉合成孔径雷达三维成像方法
CN101946420A (zh) * 2008-02-15 2011-01-12 高通股份有限公司 使用具有不同极化的多个天线的方法和装置
CN102818942A (zh) * 2012-08-24 2012-12-12 湖北航天技术研究院计量测试技术研究所 天线远场参数校准装置及校准方法
JP2013026707A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Denki Kogyo Co Ltd 偏波ダイバーシチアレイアンテナ装置
CN103067096A (zh) * 2012-10-05 2013-04-24 中国电子科技集团公司第十研究所 准确测试天线两个正交线极化分量的校准方法
CN103985952A (zh) * 2014-03-24 2014-08-13 中国人民解放军63680部队 船载a-e-c三轴卫星通信天线极化偏差角实时修正方法
CN104052529A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 上海贝尔股份有限公司 一种天线阵列以及一种用于全双工通信的通信方法
CN108519575A (zh) * 2018-04-11 2018-09-11 中国电子科技集团公司第二十九研究所 干涉仪体制天线结构、辐射源极化参数测量及极化域信号增强方法
US10082530B1 (en) * 2013-12-10 2018-09-25 The Directv Group, Inc. Method and apparatus for rapid and scalable testing of antennas
CN109541330A (zh) * 2018-11-12 2019-03-29 北京航空航天大学 一种平面波模拟器的阵列天线通道校准***
CN109839543A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 南京捷希科技有限公司 一种天线的幅相一致性测试***及测试方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11304860A (ja) * 1998-04-15 1999-11-05 Mitsubishi Electric Corp 測定装置
JP2002228697A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Mitsubishi Electric Corp コンパクトレンジ
US20030034920A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Southern Methodist University Microstrip antenna employing width discontinuities
CN101946420A (zh) * 2008-02-15 2011-01-12 高通股份有限公司 使用具有不同极化的多个天线的方法和装置
CN101369019A (zh) * 2008-10-10 2009-02-18 清华大学 基于极化数据融合的极化干涉合成孔径雷达三维成像方法
JP2013026707A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Denki Kogyo Co Ltd 偏波ダイバーシチアレイアンテナ装置
CN102818942A (zh) * 2012-08-24 2012-12-12 湖北航天技术研究院计量测试技术研究所 天线远场参数校准装置及校准方法
CN103067096A (zh) * 2012-10-05 2013-04-24 中国电子科技集团公司第十研究所 准确测试天线两个正交线极化分量的校准方法
CN104052529A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 上海贝尔股份有限公司 一种天线阵列以及一种用于全双工通信的通信方法
US10082530B1 (en) * 2013-12-10 2018-09-25 The Directv Group, Inc. Method and apparatus for rapid and scalable testing of antennas
CN103985952A (zh) * 2014-03-24 2014-08-13 中国人民解放军63680部队 船载a-e-c三轴卫星通信天线极化偏差角实时修正方法
CN109839543A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 南京捷希科技有限公司 一种天线的幅相一致性测试***及测试方法
CN108519575A (zh) * 2018-04-11 2018-09-11 中国电子科技集团公司第二十九研究所 干涉仪体制天线结构、辐射源极化参数测量及极化域信号增强方法
CN109541330A (zh) * 2018-11-12 2019-03-29 北京航空航天大学 一种平面波模拟器的阵列天线通道校准***

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R.A. NAIR: "Propagation and radiation behavior of dielectric-loaded plural hybrid mode multiflare conical horn antennas", 《 IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 》 *
ZHIYONG ZHOU 等: "Spatial Polarization Characteristics of Wide-angle Scanning Slot Phased Array", 《 2018 12TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTENNAS, PROPAGATION AND EM THEORY 》 *
苏长江 等: "基于TDOA的室内定位***中多径抑制方法", 《微波学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220140497A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-05 National Instruments Corporation Compact Antenna Test Range (CATR) Alignment Verification
US11901636B2 (en) * 2020-11-04 2024-02-13 National Instruments Corporation Compact antenna test range (CATR) alignment verification

Also Published As

Publication number Publication date
CN110850187B (zh) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107783087B (zh) 球面相控阵天线近场通道标校链路的自校正方法
CN113225147B (zh) 一种阵列天线总辐射功率的测量方法、装置和***
US20180164407A1 (en) On-site calibration of array antenna systems
CN109239741B (zh) 导航卫星多阵元天线自动校准测试***
US6850851B1 (en) Method and device for near-field measuring of non-controlled radiation
CN111987462B (zh) 一种相控阵天线相位校准测量***及方法
CN103217589B (zh) 一种相控阵列天线等效隔离度测试方法
Takahashi et al. A novel amplitude-only measurement method to determine element fields in phased arrays
CN111641464B (zh) 基于阵列波束扫描的相控阵天线初始幅度和相位检测方法
CN111766455B (zh) 基于口径电流法的相控阵天线方向图预测方法及***
CN103926555B (zh) 一种利用非圆信号测定天线阵列接收机幅相响应的方法
WO2020134447A1 (zh) 无线设备的射频性能测试方法、装置及测试仪
Patton et al. Near-field alignment of phased-array antennas
CN108896833B (zh) 一种用于校准的5g阵列天线非线性点测量方法
TW201618379A (zh) 天線系統的遠場調校系統
CN110850187B (zh) 一种使用两副相同待测天线的复数交叉极化比的测量方法
CN103257340B (zh) 一种利用雷达卫星标定多台地面接收机幅度一致性的方法
CN105445555B (zh) 一种相控阵天线单元有源驻波比计算方法
CN109839543B (zh) 一种天线的幅相一致性测试***及测试方法
US11901636B2 (en) Compact antenna test range (CATR) alignment verification
CN106771690A (zh) 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置
RU2715502C1 (ru) Способ и устройство определения коэффициента эллиптичности элементов фидера, формирующих поляризационные характеристики антенны
TWI665825B (zh) 天線遠場測試系統
Cao et al. Computationally Efficient 2‐D DOA Estimation Using Two Parallel Uniform Linear Arrays
Li et al. Over-the-Air Testing for Connecting Faults Diagnosis in Beamforming Antenna Arrays with Short Measurement Distance

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant