近場天線測量作業(yè)

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1、近場天線測量大作業(yè)16作業(yè)一：分別采用直接求和與快速Fourier變換（FFT）兩種方法計算出，并與理論計算結(jié)果比較，并比較兩種方法所用時間。1.已知求直接積分：(1-1)當(dāng)很大時，取時，故近似認(rèn)為當(dāng)時，，即可以近似認(rèn)為f（x）是一個譜寬有限得函數(shù)，帶限為2，取，則由取樣定理有令，令則有()(1-2)近場天線測量大作業(yè)16其中：(1-3)取N=2048，則1024*0.0055，2.Matlab程序清單如下：clcclearallWp=100;dx=1/(2*Wp);N=2048;n=0:N-1;w1=n./(N*dx);

2、%%%理論值w=0:.001:WpticFP=2./(1+(2*pi*w).^2);toc%%%直接求和ticforn1=0:N-1FS1=0;fork=0:N-1;FS2=dx.*exp(-abs((k-N/2).*dx)).*exp(i*2*pi*k*n1/N);FS1=FS2+FS1;endFS(1,n1+1)=(-1).^n1.*FS1;endFS=abs(FS);toc%%%FFTk=0:N-1;w_=n./(N*dx);Fk=dx.*exp(-abs((k-N/2).*dx));ticFF=fft(Fk,N);FF=abs(

3、FF);toc近場天線測量大作業(yè)16figure(1)subplot(1,2,1)plot(w,FP,'--',w_,FS,'s');gridon;title('直接求和計算結(jié)果與理論結(jié)果')legend('理論值','直接求和')axis([0302]);subplot(1,2,2)plot(w,FP,'--',w_,FF,'s');gridon;title('FFT計算結(jié)果與理論結(jié)果')legend('理論值','FFT計算')axis([0302])figure(2)plot(w,FP,'--',w_,FS,'s',w_,FF,'

4、o');gridon;legend('理論值','直接求和','FFT計算')axis([0302]);近場天線測量大作業(yè)16Elapsedtimeis0.006355seconds.（理論值計算見式（1-1））Elapsedtimeis10.422329seconds.（直接求和計算見式（1-2））Elapsedtimeis0.001044seconds.（FFT見式（1-3））4.結(jié)果與討論由計算結(jié)果圖可以看出：用直接求和計算和FFT算法得到的結(jié)果均與理論結(jié)果吻合很好，幾乎重合；由計算所用時間可以得出：FFT算法比直接求和法具有明顯

5、的優(yōu)勢，當(dāng)N=1024時，直接計算需要N=1048576次乘法，然而FFT算法只需要次乘法，算法次數(shù)減小自然能節(jié)約系統(tǒng)資源縮短計算時間，從而比直接求和法更實用。近場天線測量大作業(yè)16作業(yè)二：利用一維駐相法推導(dǎo)天線的遠(yuǎn)場方向函數(shù)與柱面波譜，的關(guān)系式。由遠(yuǎn)區(qū)場的表達(dá)式：其中：稱為場的柱面波展開波譜。下面求天線遠(yuǎn)場的方向函數(shù)與的關(guān)系：當(dāng)時此時有：帶入（2）式求將分為兩項：令近場天線測量大作業(yè)16令又故令令即得可以得到（3）由一維駐相法可知：得（4）近場天線測量大作業(yè)16將（3）（4）代上式可得：由分析可知由對稱性得I＝0令利用一維駐相法可得：

6、所以令令利用一維駐相法可得：近場天線測量大作業(yè)16令，利用一維駐相法可得：由對稱性可知＝0所以又因為所以故即為所求an,bn與方向函數(shù)的關(guān)系。近場天線測量大作業(yè)16近場天線測量實驗報告前言:近場測量是在小于最小遠(yuǎn)區(qū)距離內(nèi)，求得天線遠(yuǎn)場特性的測量。近場測量的優(yōu)點：所得信息量大（幅、相、極化）、測試效率高；用的是近遠(yuǎn)場變換方法，消除了有限距離造成的誤差；減小了周圍環(huán)境的影響；可對AUT進(jìn)行診斷；在室內(nèi)進(jìn)行，可全天候工作，保密性好。缺點：設(shè)備復(fù)雜，對設(shè)備要求高，設(shè)備昂貴；對操作者本身要求高（理論水平、工程經(jīng)驗）。近場掃描法：在距AUT3~10

7、個波長的距離上，測出天線的幅度和相位分布，應(yīng)用較嚴(yán)格的模式展開理論求出輻射場。在計算中補(bǔ)償了探頭的影響，因而解決了場源分布法中存在的問題。一實驗?zāi)康谋緦嶒炛饕芯拷鼒鰷y量的平面掃描法，在AUT的輻射近區(qū)，用一個已知電特性的探頭，掃描抽測一個平面上天線近場的幅相分布，然后通過嚴(yán)格的近遠(yuǎn)場變換確定天線的遠(yuǎn)場方向圖。同時根據(jù)經(jīng)典的扇形喇叭方向圖公式，用Matlab進(jìn)行編程完成理論計算，進(jìn)行比較，以對近場測量有一個感性和理性的認(rèn)識。近場測量系統(tǒng)是由掃描架，天線轉(zhuǎn)臺，控制系統(tǒng)，射頻部分和系統(tǒng)軟件包組成。該實驗通過對一個標(biāo)準(zhǔn)角錐喇叭天線進(jìn)行測量、理

8、論計算、軟件仿真，進(jìn)而了解近場測量系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和基本的測量原理。近場天線測量大作業(yè)16二實驗原理　如下圖所示，該實驗所使用的天線是一個標(biāo)準(zhǔn)的角錐喇叭。角錐喇叭模型圖測量系統(tǒng)原理圖如下，信號源輸出的信號直接