多项式拟合技术在天线增益测量中的应用研究

文中简述了多项式拟合的基本原理公式,提出利用多项式拟合技术确定天线增益频段特性和大型口径天线不同仰角增益的方法。在比较法增益测量中,标准喇叭的增益常为已知的离散校准值,利用高频、低频和两个中间频点的增益值拟合了标准喇叭增益的解析式,非拟合点的增益计算结果同已知的标准喇叭增益校准值吻合很好,证明了该方法的有效性。最后,简述了多项式拟合技术在S波段8.54 m气象雷达天线增益测量及大型射电望远镜天线不同仰角增益测量中的应用。

外推法天线增益测量的阻抗失配修正及其不确定度评定

基于信号流图分析法建立了全端口阻抗失配模型,推导出天线增益的阻抗失配修正公式,结合各端口散射参数实测值可计算出阻抗失配修正值。此外,还提出了一种基于蒙特卡罗法的阻抗失配修正不确定度及其概率分布特性评定方法,为科学、系统地评定外推法增益测量不确定度提供有效方法。

极值平均法天线增益测试技术

天线增益外场测试的关键是提高增益测试精度。通过研究源天线高架测试场中直射和反射信号之间的合成关系,提出极值平均直射信号修正模型,给出了源天线高架测试场天线增益修正算法和测试方法。通过试验外场的测试,证明了模型的正确性。

K波段喇叭天线增益的预测及外推法实测验证

为了研究采用基于远场Friss公式建立起来的传统三天线法测量天线的增益时所引起的误差、有限测量距离误差修正值的误差情况,以及我国常用来验证测量结果时所采用的解析式的误差,该文针对K波段的标准增益喇叭天线的增益,分别采用三种解析式(Jull公式、Schelkunoff公式以及Rao公式)和两种数值计算方法(矩量法-MoM和时域有限积分法-FITD)来进行计算,并提供了外推法(又称为广义三天线法)实测结果来做比较分析。为了说明外推法法测量结果的准确性(U=0.04dB,k=2),在附录中简介了外推法的测量原理。分析结果表明,对于K波段喇叭天线而言,在用于验证传统三天线法的测量结果的准确性时,由解析式计算的天线增益"理论值"需要慎重;而采用全波分析方法并考虑了喇叭壁厚影响的计算结果则比较准确。

用太阳估测天气雷达天线增益的方法探讨

天线增益是雷达气象方程中的一个重要参数,直接影响天气雷达回波强度的测量精度。分析利用太阳作为信号源测量天气雷达天线增益的可行性,详细介绍了测量原理和方法。利用太阳法测量了一部C波段移动式新一代天气雷达的天线增益,并分析了测量误差和提高测量精度的方法。观测试验结果表明,利用太阳测量的天线增益与雷达出厂测试结果接近,精度还有待进一步提高;太阳可用来定期监测天气雷达业务网络中天线的增益变化,有助于及早发现并诊断天气雷达天线指向、馈线损耗、接收机部分存在的故障。

频谱分析仪在射电法测量天线增益和G/T值中的应用

本文给出了频谱分析仪在射电法测量天线增益和Ｇ／Ｔ值中的应用方法以及计算公式，并对测量误差进行了分析，讨论了ＬＮＡ的噪声温度与Ｙ因子大小的关系。

反射面天线增益的快速估算

反射面天线广泛地应用于卫星通信、航天测控以及射电天文等领域。天线增益是天线的最主要指标之一,如何准确地估算出天线的增益对于天线方案与系统论证至关重要。从天线增益的基本概念出发推导出了抛物面天线增益的计算公式,并给出了用于指导工程实践的估算公式与曲线,最后利用导出的公式对13 m天线的效率进行估算,通过与实测结果比较可知文中所给出的估算方法有效。

13．7m抛物面天线增益测量和太阳射电流量密度定标

以新月时月亮的射电辐射为温度基准和准口面温度定标的方法，在２２ＧＨｚ频率上于１９９３年７月～３月测量了１３．７ｍ射电望远镜抛物面天线的增益。根据测量的增益值（６７．１０─±０．０７ｄｂ）定标了太阳射电流量，流量测量的系统差为±５．８％，偶然差为±２．７％，测量的宁静太阳亮温度（非源区）为１０１００±３００Ｋ。除此之外，还推导和计算了不同源模型下的天线方向图改正因子Ｋｓ，并计算了太阳射电源的流量密度。

外推法天线增益测量系统的暗室反射影响评估

介绍了外推法技术,在此基础上提出一种基于几何光学的吸波材料影响评估方法.该方法可以在数字滤波后有效模拟并引入反射信号,通过比较两次外推后的数据,得到对增益测量的影响评估结果.在中国计量科学研究院(National Institute of Metrology,NIM)的外推法装置中进行实验验证,结果表明:该方法可以有效模拟吸波材料的影响,并给出由吸波材料引入的增益测量不确定度分量.该方法目前已应用到NIM和英国国家物理研究院(National Physical Laboratory,NPL)的外推法测量结果评定中,不仅对于外推法,对于在暗室中进行的其他天线测量结果的评估也具有很好的参考价值.

基于未确知有理数的天线增益小样本测试数据处理

针对天线增益测试中,由于客观原因的限制和影响,测试数据处于小样本或贫信息的情况下,将所有的计算参数用确定值表示和计算,会使计算结果与实际情况有较大差别的现状,提出了基于未确知理论的天线增益测试数据处理方法。利用未确知有理数来表达测试数据的不确定性,介绍了测试数据的未确知有理数构造算法。通过实例分析,使用确定性和不确定性两种方法进行了天线增益参数的计算,结果表明:基于未确知有理数的计算方法更好地考虑了参数的不确定性,可避免传统方法对参数描述过于绝对化的弊病,从而使计算结果更合理可靠。

阵列天线排阵问距与天线增益的关系探讨

在天线的设计中,为增强天线的方向性、提高天线增益,经常用到天线阵列。阵列 天线的增益与排阵间距有关。对于具有某一波束宽度的天线,给出了能使阵列天线获得最大 增益的最佳间距。在工程设计应用上,分析了高增益单元天线进行排阵时排阵间距选择问题。

串馈式交叉共轴天线增益的研究

利用矢量位方程和由网络理论确立的结点处的等效电压源，建立起天线电流分布的积分方程，通过矩量法进行计算．首次给出了串馈式交叉共轴天线的增益与振子节数间较精确的关系曲线，并对该天线增益与电缆填充介质、频带等的关系作了研究。

不同校正方法对天线增益影响的研究

数字阵列天线系统是对分布在不同空间位置的阵列天线采样量化后进行数字波束形成,在工程实践中由于诸如功放、混频器、滤波器和A/D变换器等模拟器件不可避免存在幅相差异,导致通道之间特性的不一致。所以数字波束形成之前必须完成通道一致性的校正工作。本文主要介绍了阵列信号处理的原理,理论推导了两种不同的校正准则造成的信噪比差异,并以实际数据验证了其对阵列天线系统的影响。

利用太阳信号测试CINRAD/CC天气雷达天线增益

天线增益是气象雷达方程中重要的参数,该参数的精确测量对计算回波强度至关重要,一般采用远场测试和微波暗室测试方法。而太阳作为一种稳定信号源,可对雷达天线增益进行测量,用于验证天线增益是否发生变化,本文以CINRAD/CC雷达为基础,提出一种利用太阳信号计算天线增益的方法,并给出具体的计算和操作步骤。

天线增益和天线效率对卫星链路通信性能的影响

推导了地球站天线增益、天线效率对卫星通信链路性能影响的公式,探讨了天线噪声温度、系统噪声温度对卫星通信链路的影响等问题。

方向图积分法确定天线增益的截断误差研究

本文简述了利用天线方向图的数值积分确定天线增益的方法 ,讨论了方向图积分的有限区间引起的截断误差。以圆口径天线口面场分布函数为例 ,研究了在不同截断误差情况下 ,天线电尺寸D/λ与方向图积分的最小区间的关系。最后通过大量测试实例验证了理论分析和计算的正确性。

天线增益远场测试及标定

文中提出了改进的Friis传输公式,据此得到天线增益远场测试5种方法的工程处理公式。分析指出,其中"比较法,,测量天线增益不需要考虑测试馈线的插入损耗和提供收、发天线的间距,便于工程应用。最后,以3种方法计算5种规格角锥喇叭增益的理论曲线,给出了标准增益喇叭正确设计和精确标定的建议。

外推法天线增益测量的核心算法及实验研究

基于外推法测量原理研究了外推法天线增益测量核心算法,重点在于天线互耦的滤波抑制、功率级数展开式的拟合和任意距离下的天线增益求解。此外,还基于以上核心算法设计了一款外推法天线增益测量界面,为外推法天线增益的精密测量提供便利。最后,开展了W波段标准天线的增益校准实验,增益测量结果与NPL的测量偏差小于0.04 dB,实现了较好的等效一致性。

基于Python的SKA-RASCIL中的天线增益校准实现

天线增益校准是射电天文观测数据处理过程中的一个关键步骤。分析了经典的天线增益校准算法Antsol的基本原理,并基于Python对Antsol算法进行了高性能实现,所完成的程序代码已经集成到平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)的射电天文模拟校准成像软件(Radio Astronomy Simulation,Calibration and Imaging Library,RASCIL)中,不仅为当前平方公里阵列数据处理提供了支撑,也为未来数据处理的性能优化提供算法参考。

提高天线增益标定精度方法研究和误差评估

给出了天线增益的标定方法——"三天线法",对采用"三天线法"标定中可能存在的周围环境干扰误差、射频传输链路阻抗失配误差、天线最大辐射方向对准误差、天线极化失配误差、有限距离误差和仪表测量误差等误差及减小这些误差的方法措施做了详细讨论,同时,结合某款天线增益标定实例对定标误差给出了评估结果。