天线近场测量的综述
天线_RCS近场测量系统的研究
天线/RCS 近场测量系统的研究a张士选,郑会利,尚军平(西安电子科技大学,710071)摘要:给出了由HP 8530B 组成的天线/RCS 近场测量系统的有关技术指标。
利用该系统对典型天线进行了分析测量。
结果表明,所研制的近场系统可提供各种天线的精确测量结果。
关键词:近场测量;天线;采样;收发系统;精度中图分类号:T N957.2 文献标识码:B文章编号:1005-0388(1999)01-0092-5Study on Antenna /RCS Near Field Test SystemZHANG Shi -xuan ,ZHENG Hui -li ,SHANG Jun -ping(Xidian University,Xian 710071Chian)Abstract :Antenna/RCS near field test system w ith HP8530B m icrow ave rceiv-er is intro duced in this paper.Som e pr oblem in the desig ning and realizing the sy s-tem are analy sised.The technolo gical index of the sy stem is g iven.So me ty piced an-tenna are tested w ith this sysem .It is concluded that the accurate testing results of various antenna can be prov ided with this system .Key words :Near field test;Antenna ;Sam ple;T ransmitter and receiver sy s-tem Accuracy1 引言天线近场测试技术越来越受到人们的重视。
天线的近场
IEEE microwave magazine February 200936天線的近場 直接調製Aydin Babakhani, David B. Rutledge,Ali Hajimiri基於矽片技術的現代化工藝通過使晶體管的截止頻率f T 可以高於200GHz 而為設計高度集成化的毫米波系統開闢了眾多的機會[1]-[5]。
在毫米波頻率上，波長與芯片的尺寸相當。
這便啟發人們將輻射元件與有源電路器件在同一塊矽片上進行集成。
雖然，將毫米波系統集成在矽基片上降低了成本，改善了可靠性，但還是必須要致力於所面臨的一些挑戰[[1]，[2]。
由於製造有源器件所施加的一些限制，矽基片的基片電阻率必須非常小（~1-10Ωcm ）。
這種低電阻率會使得在基片上產生能量損耗，降低了未經屏蔽的在片無源器件如電感器，傳輸線，和天線的品質因數Q ，從而導致了功率效率和抗噪聲性能的劣化。
金屬結構有限的導電率會在集成系統中引起更進一步的能量損耗，因為在毫米波頻率上，趨膚深度變得很小（例如，在60GHz 時，銅的趨膚深度大約是300nm ），金屬結構中的歐姆損耗明顯地提高了，使得無源器件的性能變差。
隨著晶體管變得越來越小，速度越來越快，它們的擊穿電壓變得很低，從而在集成系統中為功率的產生帶來一個重大的挑戰。
不再要求具有高電壓擺幅的單個放大器模塊，更有前途的方法是將多個具有較小電壓擺幅的放大器單元並聯連接，將它們各自的輸出功率進行合成。
將許多高性能晶體管和與波長尺寸相當的用於在片輻射器的在片金屬結構組合起來，正在使毫米波和亞毫米波收發機和天線設計發生著革命性的變化。
在這篇文章中，我們討論了毫米波集成天線的設計，介紹了天線近場直接調製( NFDAM )， 以及基於NFDAM 用於概念驗證的60GHz 芯片的實施情況。
毫米波集成天線 在矽基片上設計在片天線的一個主要挑戰是矽的高介電常數（εr = 11.7）。
為了理解介電常數的重要性，將一個簡單的偶極天線放置在空氣和介質的半無窮大區域邊緣，__________________________________________________________________________________ Aydin Babakhani, David B. Rutledge, and Ali Hajimiri are with California Institute of Technology, Pasadena, California 91125 USA. ©EYEWIRE36 IEEE microwave magazine February 2009February 2009 IEEE microwave magazine37如圖1所示。
相控阵雷达天线近场测试系统发展与研制概要
相控阵雷达天线近场测试系统发展与研制在传统的雷达天线研制中,人们习惯采用远场测量的方法来测量天线的辐射特性。
远场测量虽然可以直接测量出天线的基本性能,但也存在多方面的不足,很容易受到多种外部因素的影响,难以真实的反映天线的实际性能。
新一代的天线测量技术是以近场测量为代表的,作为目前国际上广泛采用的一种先进天线测量技术,近场测量具有测试精度高、抗干扰能力强、和计算分析能力强大等特点,用于这种测试的天线近场测试系统已成为雷达研制过程中必不可少的重要实验设备。
在当今世界的雷达工程领域,相控阵雷达已经成为现代雷达发展的重要方向,相控阵雷达天线测试的复杂程度远远高于普通雷达天线,其测试工作量也往往是普通雷达天线的数倍乃至几十倍,因此对相控阵雷达天线的近场测试系统也提出了更高的技术要求。
相控阵雷达天线的近场测试系统测试速度更快、测试灵敏度更高、微波激励信号也更加复杂。
而且,相控阵雷达天线近场测试系统的集成已经不光是对测试系统自身的研究,还要对被测天线的工作原理和特点有非常深刻的理解,所涉及的专业包括相控阵天线设计、自动化伺服控制和微波测试等。
为了满足相控阵雷达天线的测试需求,在相控阵雷达天线近场测试系统的设计集成中采用天线波束控制系统通用仿真技术实现了相控阵天线工作与测试的控制同步,通过高标准的伺服控制设计提高了测试探头的定位精度。
另外,多任务测试技术的应用成功的实现了在探头单次扫描的情况下的多个频率、多个波束、多个通道方向图的高密度测试,有效的促进了系统测试效率的大幅度提高。
本文对这些技术的应用进行了阐述。
同主题文章[1].扈罗全,陆全荣. 电磁场近场探测模型与测试系统' [J]. 苏州大学学报(工科版). 2009.(06)【关键词相关文档搜索】：电子与通信工程; 相控阵雷达; 天线近场测试系统; 波控仿真; 多任务测试【作者相关信息搜索】：南京理工大学;电子与通信工程;苏卫民;侯飞;。
天线近场测试原理
天线近场测试是一种用来测试天线性能的方法，它可以在不远离天线的距离范围内进行测试，而不需要使用远场测试的大型测试距离。
其基本原理如下：
近场测试通常在天线距离测试点的距离范围内进行，一般在天线直径的2-3倍距离内。
这样可以使测试过程中电磁场的变化足够缓慢，可以认为电磁场是静态的，从而方便进行测试和分析。
在测试过程中，使用测试天线和信号源，将电磁波信号输送到待测天线中，观察待测天线输出的电信号强度和相位等特性，并将这些信息传递给测试设备进行分析。
通过在不同位置进行测试，可以获取天线在不同方向的辐射图。
这些数据可以用于优化天线设计和调整其性能。
总之，天线近场测试是一种简便、高效、准确的测试方法，可以在相对较小的空间范围内进行测试，并获得有关天线性能的详细信息。
天线近场测量报告
总 结——近场测量技术
总的来说，平面近场技术是测量超低副瓣天线等一系列高性能天线 最为理想的测试手段。针对面近场测量所产生的误差进行分析，提出相 应的补偿措施。因此，平面近场测量误差分析与补偿技术是平面近场技 术测量超低副瓣天线能否实现的关键技术，其研究具有十分重要的实用 价值.对平面近场测量而言，其主要误差源有18项，这些误差源大致分为 四类，即探头误差、测试仪表误差、环境误差以及计算误差。这些误差 源所产生的误差对大多数常规天线测量的影响几乎可以忽略不记，但对 超低副瓣天线等一系列高性能天线的测量，这些误差源所产生的误差几 乎每项都必须予以补偿或修正。这些补偿与修正也不断促进着近场扫描 法的推广及应用。 由于近场扫描法中近场——远场变换理论中，需要近场的幅度和相 位信息，而场的相位信息是难以测量，最近国内外又提出 ，只需测量记录近场扫描面的幅度分布，直接获取场的相位信息， 进而完成天线的远场特性的测量。 随着科技不断进步，天线近场测量将逐步成为天线测量最实效、便 捷、精准的测量技术。
天线近场测量
学号：**
姓名：**
报告框架
• 天线测量的主要方法
• 近场扫描法 • 天线近场扫描系统组成 • 平面扫描法 • 柱面扫描法 • 球面扫描法 • 天线近场扫描法总结
• 天线近场测量技术总结
• 致谢
01 天线远场测量技术
天 线 测 量 主 要 方 法
02 紧缩场测量技术
原理：在电磁环境与外界隔离的暗室中，将待测天线做为馈源，发送球面波，再经 高精度抛物面金属板的反射面反射，而在一定远距离处会形成近似平面波区域（静 区）。将扫描探头放臵在静区内，可直接测量待测天线远场得到其远场特性。 优缺点：理想远场环境（暗室）下进行测量，能很好的模拟和控制各种电磁环境。 但是，暗室造价昂贵，一般情况下不会专门采用，对各机械系统的精度要求非常。
天线的近场和远场的判定条件
天线的近场和远场的判定条件
天线的近场和远场是根据电磁场的特性来区分的。
近场是指天线周围存在的电磁场，它的条件是：天线测量时的距离d小于天线的最大物理口径尺寸D与工作波长λ的平方根之比的2倍，即$d <
\frac{2D^2}{\lambda}$。
在近场中，电磁场能量在天线周围空间及天线之间周期性地来回流动，不向外发射。
远场是指电磁场能量脱离天线以电磁波的形式向外辐射的区域，它的条件是：天线测量时的距离d大于天线的最大物理口径尺寸D与工作波长λ的平方
根之比的2倍，即$d > \frac{2D^2}{\lambda}$。
希望以上内容对您有帮助，如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
天线近场测量技术综述
天线近场测量技术综述天线测量技术天线工程一问世，天线侧量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否.随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法.然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用.为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用于离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场侧量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前.四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进人了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据;与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进人了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段.近场测量技术在离开被测体3一5人(入为工作波长)距离上，用一个电特性已知的探头在被测体近区某一平面或曲面上扫描抽样(按照取样定理进行抽样) 电磁场的幅度和相位数据，再经过严格的数学变换(快速傅立叶变换，FastFourierTransform，简写为FFT)计算出被测体远区场的电特性，这一技术称之为近场测量技术。
若被测体是辐射体(通常是天线)，则称之为辐射近场测量(RadiationNearFieldMeasurement):当被测体是散射体时，则称之为散射近场测量(NearFieldSeatteringMeasurement)。
对辐射近场测量而言，根据取样表面的不同，。
天线近场测量
天线近场测量--(**，北京100191)摘要本文介绍了天线测量的发展历程，对近场扫描系统的组成、三种测量方案以及各方案的实施做了系统的叙述。
最后，集中分析了这三种近场扫描测量方法的适用情况，以根据实际适当选择。
关键词天线测量，平面近场测量，圆柱面近场测量，球面近场测量Near-Field Antenna Measurements**(**, Beijing 100191)Abstract:This paper introduced the development of antenna measuring technologies, the consistent of near field measuring system and practices of three measuring were discussed as well. At last, the best situated method of some type of antenna were analyzed in detail to choose them conveniently.Keywords: Antenna measurements; PNF;CNF;SNF1 引言天线特性参数的测量有多种方法，目前，主要的方法包括三大类：天线的远场测量、天线的紧缩场测量、天线的近场测量。
其中，因天线特性主要是定义在天线的远场区故远场测量更为直接准确，而紧缩场测量天线主要是拉近远场所需远场条件：22d Dλ≥，其通常采用一个抛物面金属反射板，将馈源发送的球面波经反射面反射形成平面波，在一定远距离处形成一个良好的静区。
将天线安置在静区内，测量天线的远场特性，其类似于远场测量，只是缩短测量距离，便于在理想远场环境（暗室）下进行测量。
比较而言，天线近场测量技术应用更为广泛，其对设备要求低，不需要造价昂贵的暗室环境，也不需要远场测量下，对射频系统的较高的要求。
天线 近远场 测量方法
天线近远场测量方法Measuring the near and far field of an antenna is crucial for understanding its performance and ensuring accurate communication. The near field refers to the region close to the antenna where the electromagnetic fields are not yet fully developed, while the far field is the region further away where the fields are fully established. By carefully measuring both fields, engineers can optimize the antenna design and placement for maximum efficiency and reliability.测量天线的近场和远场对于了解其性能并确保准确通信至关重要。
近场指的是靠近天线的区域，电磁场还没有完全发展，而远场是指更远处的电磁场完全建立的区域。
通过仔细测量这两个场，工程师可以优化天线设计和放置，以实现最大的效率和可靠性。
One common method for measuring the near field of an antenna is the use of a near-field scanner. This device moves a probe close to the antenna to capture the electromagnetic fields emitted. By analyzing the data collected, engineers can construct a detailed mapof the near-field pattern, helping them identify any anomalies or interference that may affect the antenna's performance.测量天线的近场的一种常见方法是使用近场扫描仪。
天线测量理论介绍技术介绍
• 天线测量理论概述 • 天线测量技术与方法 • 天线参数测量与评估 • 天线测量系统与设备 • 天线测量技术前沿与展望
目录
Part
01
天线测量理论概述
天线测量的定义与目的
定义
天线测量是指使用测量设备和技 术，对天线的各种参数进行量化 和评估的过程。
目的
评估天线的性能指标，如增益、 方向性、极化等，为天线设计和 优化提供依据。
近远场测量技术转换需要采用数值计 算方法和计算机模拟技术，如傅里叶 变换、基函数展开等。
近远场测量技术转换的缺点是需要较 高的计算成本和较长的计算时间，同 时需要专业的数值计算和计算机模拟 技能。
测量误差分析与校正
测量误差因素包括测试环境、测 试设备、测试方法、数据处理等 方面。
测量误差分析与校正的优点是可 以提高测试精度和可靠性，减小 测试误差对天线性能评估的影响 。
近场测量技术可以获得天线的详 细辐射特性和方向图信息，适用 于小型天线和复杂天线结构的测 量。
近场测量技术的优点是测试精度 高、分辨率高，可以获得天线的 详细辐射特性和方向图信息。
近远场测量技术转换
近远场测量技术转换是指将近场测量 数据转换为远场测量数据，以便对天 线进行全面的性能评估。
近远场测量技术转换的优点是可以将 小型天线的近场测量数据转换为大型 天线的远场测量数据，提高测试效率 和精度。
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天线方向图测量
总结词
天线方向图是描述天线辐射能量在空间来自布的图形，一般采用近场扫描法进行测 量。
详细描述
天线方向图能够直观地展示天线在不同方向上的辐射特性。近场扫描法是通过在 天线附近不同角度和距离上测量电磁场的幅度和相位信息，再经过计算和修正得 到天线方向图。
天线测量方法综述
紧缩场测量，可以缩短室内远场测量的范围， 采用一个或两个反射面在相对短的距离内产生测试 所需要的平面波，图２为两个反射面的室内紧缩场 天线测试系统的示意图，包括ＲＦ部分（射频源， 接收机，混频器，本振源等），工作站及暗室内的 源天线，两个反射面，待测天线，转台等。
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第九届全国雷达年会学术论文集
津Ｇａｌｔｒｏｎｉｃ公司生产的手机天线虽然是低频，低增 益的通讯天线，但他们希望更多了解手机附近的场 分布，有助于研发工程师发现问题、解决问题，因 此采用了球面近场测试系统。还有很多例子这里就 不一一列举晦７Ｉ。
４结论
选择一个合适的测试方法需对各种因素进行折 衷考虑，因为每种测试方法都有它的优缺点，远场 测量适用于低增益、低频天线的测量，如保密性等 因素要求高，可采用室内远场测量，若测试距离太 大可用紧缩场测量；近场测量适用于高增益、高 频、口径全息测量【５】等情况，不同的波束类型可选 用平面、柱面、球面不同的测试方法。当然根据实 际情况也可将各种测试方法结合使用。对于特殊的 结构甚至可由专门提供天线测试方案的公司进行量 身定做。
天线测量方法
天线测量方法综述
曲晓云１，余新芸２，邵江速３
１．海雷迪埃电子有限公司，上海，２０００７２ ２．俊英科技（上海）有限公司
３．南京电子技术研究所，南京，２１００１３
擅要。选择一个合适的测量方法对于精确测量和正确表征天线特性是很重要的。对于给定的待测天 线（ＡＵＴ）一个天线工程师该如何去选择最佳的测试方法，这是本文要阐述的重点，包括近场测量和远场 测量方法，不同扫描类型的测试系统，以及测量方法的选择与天线口径，频率，增益，波束宽度，极化， 旁瓣电平的关系。
天线测试方法介绍
天线测试方法介绍天线测试方法介绍对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。
天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。
这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。
虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。
例如，500MHz以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(Anechoic Chamber)，这是20世纪60年代就出现的技术。
遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。
因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。
随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。
在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。
用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。
其它技术包括近场和反射面测试。
选用哪种天线测试场取决于待测的天线。
为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。
发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。
接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。
在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。
AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。
远场测量可以在室内或室外测试场进行。
室内测量通常是在微波暗室中进行。
这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。
在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。
近场测量技术及其在测绘中的应用
近场测量技术及其在测绘中的应用近场测量技术是一种利用微波、激光等方法进行测量的技术，它可以实现对物体和环境的高精度、高分辨率的测量。
近年来，随着科学技术的不断进步，近场测量技术在测绘领域中的应用越来越广泛。
本文将介绍近场测量技术的原理和特点，并探讨其在测绘中的应用。
一、近场测量技术的原理和特点近场测量技术是一种在物体或环境表面的近场区域进行测量的技术。
它与传统的远场测量技术相比，具有以下几个特点。
首先，近场测量技术可以实现高精度的测量。
由于近场测量技术在物体或环境表面的近场区域进行测量，因此可以实现对细小尺寸、高精度的测量。
这对于测绘领域中对地形、地貌等进行精细测量是非常重要的。
其次，近场测量技术可以实现高分辨率的测量。
近场测量技术利用微波、激光等方法进行测量，可以获得高分辨率的测量结果。
这对于测绘领域中的地物分类、地形重建等任务有着重要的意义。
再次，近场测量技术可以实现非接触式测量。
近场测量技术可以通过无线传输、激光扫描等方式进行测量，与被测量物体无接触，从而保护了被测量物体的完整性。
最后，近场测量技术具有广泛的适用性。
近场测量技术可以应用于各种各样的被测物体，包括地形、建筑物、文物等。
同时，它也可以适用于各种环境条件下的测量，如复杂地貌、恶劣天气等。
二、近场测量技术在测绘中的应用近场测量技术在测绘领域中有着广泛的应用。
以下将针对几个具体的应用场景进行介绍。
1. 地形测量地形是地球表面的起伏和高低变化情况。
利用近场测量技术，可以对地形进行高精度、高分辨率的测量。
通过对地形的测量结果进行分析，可以实现对地形的三维重建、地貌分析等任务。
2. 建筑物测绘建筑物是城市景观的重要组成部分，对于精确测绘建筑物的位置、形状和尺寸具有重要意义。
利用近场测量技术，可以对建筑物进行快速、准确的测绘。
通过对建筑物测绘结果的分析，可以实现对建筑物的三维建模、建筑物变形监测等任务。
3. 环境监测近场测量技术可以应用于环境监测，如海洋环境监测、空气质量监测等。
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内部☆天线近场测量的综述An OutIine of Near Field Antenna Measurement一引言天线工程一问世．天线测量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否。
随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法。
然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用。
为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用了离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场测量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前。
四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进入了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据；与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进入了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段。
二、近场测量技术发展的过程近场测量的技术研究从五十年代发展至今，其研究方向大致经历四个阶段，如表1所示。
表1 近场测量技术所经历的时间各个时期的研究内容可概述为以下几个方面1．理论研究在Barrett等人的实验之后，Richnlond等人用空气和介质填充的开口波导分别测量了微波天线的近场，并把由近场测量所计算得到的方向图与直接远场法测得的结果相比较，其方向图在主瓣和第一副瓣吻合较好，远副瓣和远场法相差较大。
于是人们就分析其原因，最终归结为探头是非理想起点源所致，因此，出现了各种方法的探头修正理论。
直到1963年Karns等人提出了平面波分析理论才从理论上严格地解决了非点源探头修正的问题。
与此同时，Paris和Leach等人用罗仑兹互易定理也推出了含有探头修正的平面波与柱面波展开表达式[1，2]。
Joy等人也给出了含有探头修正下的球面波展开式及其应用[3 ]。
至此，频域近场测量模式展开理论已完全成熟，因此研究者的目光投向了应用领域。
在随后的十年里，美国标准局(NBS)等研究机构进行大量的实验证明此方法的准确性[4]，其中取样间隔、探头型式的选择以及误差分析是研究者们关心的热门问题。
2．取样间隔及取样间距由于模式展开理论是建立在付里叶变换的基础上，根据付里叶变换中抽样定理[5]，对带宽有限的函数。
用求和代替积分，用增量代替积分元不引人计算误差，而平面、柱面、球面的模式展开式对辐射场而言都是带宽有限的函数，忽略探头与被测天线间的电抗耦合(取样间距选取的准则)，取样间隔与取样间距按表2所示的准则进行选取(参看图1坐标系)。
表2 取样间隔与取样问距的准则表中：λ—工作波长；d—探头距被测天线口径面的距离；a—完全包围教测天线最小柱面或球面的半径；a'—极平面取样的最大圆半径．如果d 变小，则取样间隔可按下式计算[6]()2/12s d λλ+≤∆ (1)若2/d λ≤，则取样间距应取为小于4/λ，这时可用有限频谱法[7]修正感应场对测量数据的影响．取样面尺寸与被测天线的口径面大小有关。
对于一维平面扫描的情况，取样面的尺寸x L 与口径面尺寸D 有如下关系，参看图2。
θdtg D L x 2+= (2)只要d 选定，θ可由测量精度求得[5]，则x L 是确定的。
通常工程上要求和幅度方向图副瓣电平测量误差≤0.5dB ，在此条件下，取样面的尺寸可按下式选取(λ3≥d)图1 表2所用的坐标系D图2一维平面扫描取样面与被测天线口面尺寸的几何关系dB E x X L 40|2-== (3)式中，dB E X 40|-=为低于取样面中心场强40dB 处的位置坐标，其它情况依次类推。
3．探头型式的选择无论是采用何种扫描形式，测量常规非扫描天线方向图，都希望探头的极化纯度高、弱方向性且前向无零点。
满足这几个条件的理想探头为偶极子和开口波导[9]。
由于测试系统动态范围限制，因此用这种探头测量低副瓣天线会引入较大的测量误差。
所以Grimm 等人[10]提出了用“零探头” 的方法进行测量，Hannssen 等人[11]用此方法对副瓣为-49dB 的天线进行了测量，并与直接远场法测量结果进行了比较，其结论是“零探头” 的测量结果更接近于理论值。
4．误差分析近场测量系统是个复杂的系统，对天线测量有影响的误差源有18项之多，按其产生的原因可分为四个方面：·理论计算式及数值计算所产生的误差；·测试仪表及设备产生的误差；·环境产生的误差；·探头天线所产生的误差，对于平面扫描的情况，这些误差对天线参数影响的上界已由Newell等人给出了解析表达式[7,12-14]，并由Jensen等人进行计算机模拟[10,15]；对于柱面和球面扫描，过些误差源对天线电参数的影响的误差上界尚未完成。
表3给出了平面近场测量系统的典型的误差值及影响的电参数。
其中理论公式和计算引入的误差只要按表2准则进行选取取样间隔和间距，则这些误差可以忽略不计。
表3 平面近场测量的误差(平均值)表4 近场测量系统的分布表5 近场测量系统的部分技术指标和功能表6 近场测量的分类表7 频域四种取样方式特点三、近场测量技术的现状1．分布及性能指标从70年代后期，近场测量技术已走向适用化，据不完全统计世界已有五十多家研究机构相继建立了近场测量系统，如表4所示，它们的功能和部分技术指标如表5所示。
四、近场测量的局限性频域近场测量四种取样方式的特点如表7所示，从这个表格可以看出，部分应用研究方向仍是未来研究继续探讨的方向。
2．近场测量的分类根据近场测量的研究方向和应用方向，近场测量可大致归为下面三类，如表6所示。
五、展望回顾过去的前人所做的工作，可以看出未来研究工作应集中以下几个方向：1．柱面、球面各项误差的分析．这方面虽有进展，但截止目前尚未见公开报导。
2．低或超低副瓣天线的实时检测口径诊断虽然有了可喜的进展[21-24]，但距实用还相差较远。
3．目标散射特性的研究目前仅限于简单目标的特性实验研究[17.20]，复杂目标的实验研究尚处于探索时期，近场散射测量的探头型式还须进一步的探讨。
4．目标成像的研究虽刚刚起步[25,26]，但应用前景非常广阔。
5．测试环境引入的误差研究，虽然有了时域理论[17]，但尚未推广使用，其原因是工程实施较困难，简单已行的工程实用研究仍是研究的主要课题之一。
参考文献1 D. T. Prais．Basic theory of probe compensated measurement，IEEE Trans．AP-26(3)．May 19782 W．M. Leach．Probe compensated near field measurement on a cylinder，IEEE Trans．．AP-21．July 19733 E. B. Joy．Application of probe compensated near-field measurement, IEEE Trans. AP 26(6)，May 19784 A．D．Yaghjian．An over view of field near-field antenna measurement, IEEE Trans．AP-34(1). Jan．19865 E.O．布赖姆．快速付里叶变按．上海．上海科学技术出版社，19726 E．B Joy．Spatial sampling and filtering in near measurement，IEEE Trans ,AP 20,May 19727 A．D．Yaghjian．The planar near field reconstruction approch to high resolution remote sensing of subsurface anomalies，AD-79-62，Jan 19798 A．D．Yaghjian Planar near field measurement techniques On high performance arrays— part: Error analysis for no scanning beam patterns AD14397，July 1976 9 A．D Yaghjian. Approximate formulas for the far field and gain of open-ended rectangular waveguide，IEEE Trans．．AP-32，Aprol 198410 K．R Grimm Ultraslow side lobe planar near field measurement study．Antennaapplication symp．198211 R．C．Hanssen．Measurement distance effects On low side lobe patters ，IEEE Trans．AP-32，June 198412 A. C. Newel1．Error analysis techniques for planar near field measurement IEEE Trans．AP-36(6)．198813 A．C．Newel1．Effect of random errors in planar near field measurement，IEEE Trans．AP 36(6)，198814 J．R Hoffman and K．R．Grimm. Far field uncertainty due to random near field measurement error．IEEE Trans AP 36(6)．198815 F．Jensen．Computer simulations as a design tool in near field testing．Inst．Elee Eng．Conf．Nov.197816 L．E．Corey．On computation of electromagnetic fields on planar surfaces from field specified on near-by surfaces. IEEE Trans. AP-29, March 198117 付禧民等关于导体球的空间散射特性．中国天线年会论文集，1995年，安徽18 林海．近场散射测量研究，硕士论文，西安电子科技大学，1989年19 郑廷军．近场散射测量方法与系统．硕士论文，西安电子科技大学，1991年20 Zhang Jin Min etc．A study on biostatic scattering property by near field measurement far field，ISAE，1989．Shang Hai21 张士选等．低副天线的设计途径，第四届天线测量年会论文集，1990年，哈尔滨22 郑会利等．相控阵天线的检测研究．中国天线年会论文集，1995年, 安徽23 李俊沛．低副瓣天线平面近场测量系统，第四届天线测量年会论文集，1990年，哈尔滨24 付德民等．近场诊断的研究．第六届天线测量年会论文集，1994年，成都25 扬丽捷．近场区导体目标微波像重构与建议，硕士论文．西安电子科技大学．199426 马金平．近场微波分集成像的理论与实验．博士论文，西安电子科技大学．199427 T．R Hansen．Near field scanning in the time domain，IEEE Trans．AP-42，Sept．1994。