近場天線測量作業(yè)

《近場天線測量作業(yè)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、一.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。先計(jì)算再計(jì)算所以同理可得：二．分別采用直接求和與快速Fourier變換（FFT）兩種方法計(jì)算出，并與理論計(jì)算結(jié)果比較，并比較兩種方法所用時(shí)間。1.已知求直接積分：(1-1)當(dāng)很大時(shí)，取時(shí)，故近似認(rèn)為當(dāng)時(shí)，，即可以近似認(rèn)為f（x）是一個(gè)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)其中：(1-3)取N=2048，則1024*0.0055，2.附Matlab程序代碼：clearallW=100;dx=1/(2*W);N=2048;n=0:N-1;w1=n./(N*d

2、x);%%%理論值w=0:.001:WticFP=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(FF);tocfig

3、ure(1)subplot(1,2,1)plot(w,FP,'-r',w_,FS,'og');gridon;title('求和結(jié)果與理論結(jié)果')legend('理論結(jié)果','直接求和計(jì)算結(jié)果')axis([01005]);subplot(1,2,2)plot(w,FP,'-r',w_,FF,'og');gridon;title('FFT計(jì)算結(jié)果與理論結(jié)果')legend('理論結(jié)果','FFT計(jì)算結(jié)果')axis([01005]);Matlab仿真圖如下：Elapsedtimeis0.093203seconds.（理論值計(jì)算見式1-1）Elapsedtime

4、is36.431527seconds.（直接求和計(jì)算見式1-2）Elapsedtimeis0.126736seconds.（FFT見式1-3）3.計(jì)算結(jié)果分析：由計(jì)算結(jié)果圖可以看出：用直接求和計(jì)算和FFT算法得到的結(jié)果均與理論結(jié)果吻合很好，而且?guī)缀踔睾希挥捎?jì)算所用時(shí)間可以得出：FFT算法比直接求和法具有明顯的優(yōu)勢，當(dāng)N=1024時(shí)，直接計(jì)算需要N=1048576次乘法，而快速傅里葉變換（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(jì)算時(shí)間，從而比直接求和法更實(shí)用。三.實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^軟件計(jì)算角錐喇叭天線的理論E面和H面歸一化遠(yuǎn)場方向

5、圖，并與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行比較。2.實(shí)驗(yàn)原理如下圖所示，該實(shí)驗(yàn)所使用的天線是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的角錐喇叭。角錐喇叭模型圖近場天線測量系統(tǒng)圖測量系統(tǒng)原理圖顯示，信號(hào)源輸出的信號(hào)直接進(jìn)入定向耦合器，定向耦合器將信號(hào)分為兩路，一路作為參考信號(hào)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)分析儀，另一路進(jìn)入待測天線；探頭測得的天線輻射的信號(hào)幅值傳入網(wǎng)絡(luò)分析儀，網(wǎng)絡(luò)分析儀將兩者的比值送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算，并畫出方向圖；驅(qū)動(dòng)器出來的五條線路用來控制探頭和天線的移動(dòng)。理論計(jì)算公式：角錐喇叭E面方向圖和H面方向圖分別為對(duì)應(yīng)的E面扇形喇叭的E面方向圖和H面扇形喇叭的H面方向圖。E面方向圖：其中：H面方向圖：其中：<余弦Fres

6、nel積分><正弦Fresnel積分>3.實(shí)驗(yàn)儀器PC機(jī)，F(xiàn)EKO軟件，近場天線測量設(shè)備4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析圖1為FEKO軟件中建立的模型。圖2和圖3分別顯示角錐喇叭天線E面H面的軟件計(jì)算和測量值。圖1FEKO中的天線模型圖2E面歸一化遠(yuǎn)場方向圖圖3H面歸一化遠(yuǎn)場方向圖由圖中可以看出,理論計(jì)算值和實(shí)測值在主瓣方向都有較好的匹配，但在主瓣之外，差距較為明顯。誤差分析：誤差產(chǎn)生的原因可能有：1.探頭并非理想的無反射，它的存在必然存在散射產(chǎn)生耦合，及時(shí)考慮探頭補(bǔ)償修改公式也只是盡可能逼近。2.抽樣取值時(shí)的間隔和對(duì)于所取值的取舍必然丟掉一些信息，掃描面被人為截?cái)嘁驗(yàn)闊o

7、限大是不可能的，而這又必然對(duì)于實(shí)際值的提取造成一定的偏差。3.由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的問題可能導(dǎo)致探頭與AUT并非完全對(duì)準(zhǔn)，因而存在一小角度的偏差，且掃描面上探頭不能進(jìn)行理想的精確定位。4.盡管暗室布滿吸波材料也不能保證沒有散射。5.系統(tǒng)誤差。5.總結(jié)通過本學(xué)期的初步學(xué)習(xí)，我了解到近場天線測量這門課程是一門很實(shí)用的技術(shù)課，它其實(shí)是集電磁場與微波、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)matlab程序、c語言程序、機(jī)械結(jié)構(gòu)等許多相關(guān)學(xué)科為一體的一門綜合性學(xué)科，課上講授的相關(guān)內(nèi)容只是很粗淺的入門知識(shí)，要想今后在近場測量領(lǐng)域有所突破，我們還得要多看看這方面相關(guān)的參考資料，多動(dòng)手去做相關(guān)的天線測量

8、項(xiàng)目。當(dāng)然還得具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，同時(shí)還要注重電磁理