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1、輻射、散射近場測量及近場成像技術(shù)的研究進(jìn)展張福順， 焦永昌， 馬金平， 劉其中， 張進(jìn)民， 毛乃宏張福順， 焦永昌， 馬金平， 劉其中， 張進(jìn)民， 毛乃宏摘要： 近場技術(shù)是近年來興起的一種先進(jìn)的測量技術(shù)，它已廣泛地應(yīng)用于輻射、散射測量以及目標(biāo)成像．概述了目前輻射、散射近場測量及近場成像技術(shù)理論研究和測量方法的發(fā)展現(xiàn)狀以及主要研究成果；并探討了有關(guān)這幾個(gè)分支需要進(jìn)一步研究的主要問題．關(guān)鍵詞： 近場測量；輻射；散射；成像中圖分類號：TN820 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-2400(1999)05-0651-06Thestateoftheartofnearfieldtechnique
2、sforradiation,targetsscatteringmeasurementsandobjectimagingThestateoftheartofnearfieldtechniquesforradiation,targetsscatteringmeasurementsandobjectimagingZHANGFu-shun，JIAOYong-chang，MAJin-ping，LIUQi-zhong，ZHANGJin-min，MAONai-hong(ResearchInst.ofAntennaandEMScattering,XidianUniv.,Xi′an 710071，China
3、)Abstract: Thenearfieldtechniqueisanewkindofmeasurementtechnique,whicharosetwodecadesago.Ithasbeenwidelyusedinthefieldsofradiation,targetsscatteringmeasurementsandobjectsimaging.Inthispaper,thestate-of-the-artofthetheoryandmeasurementresearchonnearfieldtechniquesforthesethreefieldsissurveyed,andth
4、emainissuesinthesebranchesforthefurtherstudyaresuggested.KeyWords: nearfieldtechniques；radiationmeasurements；scatteringmeasurements；objectsimaging 眾所周知，在離開被測目標(biāo)3λ～5λ(λ為工作波長)距離上測量該區(qū)域電磁場的技術(shù)稱為近場測量技術(shù)．如果被測目標(biāo)是輻射器，則稱為輻射近場測量；若被測目標(biāo)是散射體，則稱為散射近場測量；對測得散射體的散射近場信息進(jìn)行反演或逆推就能得到目標(biāo)的像函數(shù)，這就是目標(biāo)近場成像．但是，截止目前為止，關(guān)于輻射、散射近
5、場測量以及近場成像技術(shù)溶為一體的綜述性文章還未見到公開的報(bào)導(dǎo)，這對從事這方面研究的學(xué)者無疑是一種遺憾．為使同行們能全面地了解該技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，該文概述了近幾十年來關(guān)于輻射、散射近場測量及近場成像技術(shù)前人所做的工作及其最新進(jìn)展，并指出了未來研究的主要方向．1 輻射近場測量 輻射近場測量是用一個(gè)已知探頭天線(口徑幾何尺寸遠(yuǎn)小于1λ)在離開輻射體(通常是天線)3λ～5λ的距離上掃描測量(按照取樣定理進(jìn)行抽樣)一個(gè)平面或曲面上電磁場的幅度和相位數(shù)據(jù)，再經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)變換計(jì)算出天線遠(yuǎn)區(qū)場的電特性．當(dāng)取樣掃描面為平面時(shí)，則稱為平面近場測量；若取樣掃描面為柱面，則稱為柱面近場測量；如果取樣掃描面為球面
6、，則稱為球面近場測量．其主要研究方法為模式展開法，該方法的基本思想為：空間任意一個(gè)時(shí)諧電磁波可以分解為沿各個(gè)方向傳播的平面波或柱面波或球面波之和；主要研究成果及進(jìn)一步要解決的問題如下所述．1.1 輻射近場測量的發(fā)展現(xiàn)狀 輻射近場測量的研究起始于50年代，70年代中期處于推廣應(yīng)用階段(商品化階段)．目前，分布在世界各地的近場測量系統(tǒng)已有100多套［1］．該技術(shù)的基本理論［2～4］已基本成熟，這種測量方法的電參數(shù)測量精度比常規(guī)遠(yuǎn)場測量方法的測量精度要高得多，而且可全天候工作，并具有較高的保密性，因此，在軍用、民用中都顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性．1.2 輻射近場測量研究的主要成果 幾十年來，輻射
7、近場測量的研究在以下4個(gè)方面取得了突破性的進(jìn)展： (1)常規(guī)天線電參數(shù)的測量 天線近場測量可以給出天線各個(gè)截面的方向圖以及立體方向圖，可以分析出方向圖上的所有電參數(shù)(波束寬度、副瓣電平、零值深度、零深位置等)和天線的極化參數(shù)(軸比、傾角和旋向)以及天線的增益． (2)低副瓣或超低副瓣天線的測量 天線方向圖副瓣電平在-28～-35dB之間的天線稱為低副瓣天線；副瓣電平小于-40dB的天線稱為超低副瓣天線．對它們的測
