时域平面近场测量的数值分析方法

本文以H面喇叭为例,研究了天线时域近场的运动状态,用谱域法分析了平面近场分布状况,得出采样原则,为平面近场扫描测量提供了理论依据。介绍了时域平面近场测量的近远场变换公式,包括时域和频域两种计算途径。对各自的优点作出了探讨。运用近远场变换方法计算了时域远场和频域方向图。     

时域近场测量的间接频域算法和直接时域算法研究

时域近远场变换是时域近场天线测量的关键技术。本文对时域近远场变换的间接频域算法和直接时域算法进行了数值模拟和分析。针对开口矩形波导天线的时域近场测量 ,选取时空采样参数和内插公式 ,用两种算法计算时域远场方向图 ,分析周期性、时域混叠问题和扫描面截断效应 ,在相互比较和验证的基础上 ,指出两者的优、缺点及适用的情况。     

天线时域平面近场测量系统的研究

时域近场测量作为一种新发展起来的天线测量技术,具有和通常的频域测量不同的独特优势,它能得到天线的时域特性和宽带特性.首先介绍了时域平面近场测量系统的构成,为了能对雷达进行测量,系统采用了使用矢量信号源模拟产生复杂雷达信号的方案,并对标准增益喇叭进行了验证测试,把测试结果和理论仿真、频域近场测试结果进行了比对,证实了时域...     

时域平面近场散射测量研究

时域平面近场散射测量是一种在近场区域进行散射测量的技术,可以有效地进行宽带的散射测量,具有超宽带测试、可以获得时域散射场、空间利用率高等特点,针对时域平面近场散射测量技术体系,在时域近场测量的理论基础上,提出了系统组建方案,论证了系统的可行性,开展了针对典型目标的验证测试,并对测量结果进行了初步的误差分析.证明了时域平面近场散射测量的有效性.     

时域平面近场测量的近场分析

本文以Ｈ面喇叭为例,研究了天线时域近场的运动状态,用谱域法分析了平面近场分布状况,得出采样原则,为平面近场扫描测量提供了理论依据,并为平面近远场变换打下了基础。     

时域近场测量综述

介绍了时域近场测量的基本原理以及时域近远场变换的两种计算方案.比较了时域近场测量和频域近场测量,得到时域近场测量的优缺点及适用范围.并对直接时域计算方案和间接频域计算方案两种计算方法进行简单的比较,得到了两种计算方法各自的优缺点.     

天线时域近场测量实验系统研究

总结了天线时域近场测量技术研究中进行系统实验验证在个阶段的进展情况,提出了组建天线时域近场测试验证系统的基本框架,总结了验证实验的基本过程和思路,提出了一种利用离散傅立叶反变换（IDF）技术完成天线的时域近场测量的方法,本文给出了各个实验阶段的测试结果,据此得出了对于天线的时域近场测量技术肯定的结论。     

天线时域平面近场测试实验系统的研究

天线时域近场测试技术是一种新兴、高效的天线测试技术,能够快速精确地测量出天线的时域场和宽带特性。目前我们已成功组建了国内第一套天线时域平面近场测试实验系统,并对L、S、C、X四个波段的标准天线方向图进行了验证测试,把测试结果跟频域近、远场测试系统上测得的结果进行比较,证明时域近场测试理论的正确性和测试系统的实用性。本文对这套系统的组成结构和天线的测试结果进行说明分析。     

天线时域平面近场测试的误差分析

天线时域近场测试技术对误差体系研究的缺失,导致测试结果的不确定度分析一直无法完成.为解决这一问题,以天线时域平面近场测试为例,对时域近场测试的误差进行研究,给出时域测试区别于频域测试技术的四个误差项:探头调制误差、信号源稳定度误差、时间采样间隔误差、时间采样长度误差.在给出误差项后,对误差的产生机理进行了讨论,通过仿真和实测给出了误差对测试结果的影响.     

窗函数在相控阵天线平面近场测量中的应用

有限扫描面截断是影响天线平面近场测量精度的主要误差源之一，尤其是对于波束扫描的相控阵天线的平面近场测量更是如此。为了减小相控阵天线平面近场测量中的有限扫描面截断误差，介绍了余弦窗函数并将其应用到相控阵天线平面近场测量中。计算机模拟结果表明，通过对近场进行加余弦窗的数据处理能够有效地减小有限扫描面截断误差。提出了对近场数据进行加余弦窗处理的适用条件。     

平面近场测量中截断误差对口径场的不确定性分析

截断误差作为近场测试中较大的误差源之一,对它的分析和研究有一定的必要性。为构造出真实的口径场,找出阵中失效单元的位置,以更好地“诊断”天线,文中对截断误差对口径场的影响进行了分析,并用计算机模拟的方法通过构建模型分析了不同的截断角对天线口径场幅度相位的影响。     

Retarded time absorbing boundary conditions

Over the past few years simulations of electromagnetic problems in three dimensions using the finite difference time domain (FDTD) method have become increasingly popular. A major problem in such simulations is the truncation of the computational domain. A formulation of this boundary problem using retarded time values of the field inside the computational domain is suggested, and hence the name retarded time absorbing boundary condition (RT-ABC). This formulation allows the boundary to be situated in the near field of the problem and thereby reduces the necessary computational domain, and the present formulation allows error estimates for the numerically calculated fields     

天线时域近场测量中的时基及幅度修正技术

 在天线时域近场测量中由于脉冲信号源的时基抖动和幅度变化所带来的误差是测量中最主要的误差,其中尤以时基误差最为严重,它使得方向图畸变到了无法容忍的程度.本文即针对此问题提出了天线时域近场测量中的时基及幅度修正技术.该技术在测量通道之外增加了一个参考通道,通过检测参考通道信号提取出脉冲信号源的时基及幅度变化,进而以此修正测量通道的信号.大量的实际测量表明该技术稳定可靠.通过对比试验发现,使用该技术的时域近场测量结果的精度达到甚至优于频域近场测量结果的精度.     

相干激光测风雷达高分辨距离门自适应技术研究

脉冲相干激光测风雷达的信号处理通常采用固定长度距离门来划分时域信号,并对每个距离门做频谱计算得到风速度信息。固定距离门的时域信号划分存在中频信号的非整周期截断问题,导致频谱计算时出现频谱泄露而产生误差,使信噪比降低。文中提出一种基于整周期搜索的自适应距离门划分方法,距离门长度与中频信号频率自适应,可实现对信号的整周期分割,避免了频谱处理中的频谱泄漏问题,提高频率估计精度。采用加噪信号对两种处理方法进行仿真分析,结果表明:自适应距离门方法可实现距离门长度与中频信号的自适应,在信噪比小于1 dB时,该方法得到的中频估计误差是固定距离门方法的38%~62%。应用自适应距离门方法处理激光测风雷达系统获取的转盘和风场回波信号,与使用固定距离门方法的激光测风雷达测量结果进行对比。结果表明:自适应距离门划分方法对转盘速度测量的均方根误差为0.19 m/s,大气风速度测量的距离分辨率在7~11 m之间变化,均优于固定距离门方法,实现了激光测风雷达的距离分辨率和测量精度的提升。     

基于单元电流重构的平面近远场变换

本文提出了一种新的基于单元电流重构的平面近远场变换方法,给出了该方法的基本原理.计算机模拟结果表明,这种方法不要求取样间隔一定要满足奈奎斯特取样准则,只需较少的取样点数即可达到很高的测试精度,从而能够在保证测试精度的前提下,提高测试速度并有效减小由于有限扫描面所引起的截断误差.因此,本文方法特别适合于大型相控阵天线的平面近场测量.     

时域近场测试中的探头误差分析与修正

探头误差分析和修正是时域近场测量中的关键技术.本文详细推导了探头自身接收特性误差函数在修正过程中的坐标变换关系,提出用 '时间窗' 技术隔离掉探头和待测天线之间的多重反射波,并导出'时间窗’的选取原则,数值结果证明了理论和方法的有效性.     

Simulation of Voltage and Current Distributions in Transmission Lines Using State Variables and Exponential Approximation

A new method for simulating voltage and current distributions in transmission lines is described. It gives the time domain solution of the terminal voltage and current as well as their line distributions. This is achieved by treating voltage and current distributions as distributed state variables (DSVs) and turning the transmission line equation into an ordinary differential equation. Thus the transmission line is treated like other lumped dynamic components, such as capacitors. Using backward differentiation formulae for time discretization, the DSV transmission line component is converted to a simple time domain companion model, from which its local truncation error can be derived. As the voltage and current distributions get more complicated with time, a new piecewise exponential with controllable accuracy is invented. A segmentation algorithm is also devised so that the line is dynamically bisected to guarantee that the total piecewise exponential error is a small fraction of the local truncation error. Using this approach, the user can see the line voltage and current at any point and time freely without explicitly segmenting the line before starting the simulation.     

基于Gerchberg-Papoulis算法的平面近场截断误差修正方法研究

在平面近场天线测量中,有限扫描面截断是影响测量精度的主要误差源之一,找到解决截断误差的方法是天线测量的研究重点之一.文中将平面近场天线测量中由有限区域内的场求平面波谱的过程抽象为带限函数外推的数学模型,从实际测量中的近远场变换理论出发,论证了GP（Gerchberg-Papoulis）算法应用在平面近场测量中在理论上是切实可行的.将GP算法应用在平面近场天线测量中,并分析了不同迭代次数算法的修正情况.结果表明,随着算法迭代次数的增多,可信角域外计算方向图与理论方向图差别明显减小.因此,本文的方法能够明显减小平面近场测量中截断误差的影响.除此以外,还分析了误差对算法收敛性的影响,结果表明,误差对算法修正效果影响较大.     

Computationally attractive real Gabor transforms

We present a Gabor transform for real, discrete signals and present a computationally attractive method for computing the transform. For the critically sampled case, we derive a biorthogonal function which is very localized in the time domain. Therefore, truncation of this biorthogonal function allows us to compute approximate expansion coefficients with significantly reduced computational requirements. Further, truncation does not degrade the numerical stability of the transform. We present a tight upper bound on the reconstruction error incurred due to use of a truncated biorthogonal function and summarize computational savings. For example, the expense of transforming a length 2048 signal using length 16 blocks is reduced by a factor of 26 over similar FFT-based methods with at most 0.04% squared error in the reconstruction