基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法，可以获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据；根据目标位置坐标、位置坐标误差和近场误差数据，利用球面波模式展开理论和偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据；根据目标近场数据，利用天线近远场转换策略，得到待测天线的测量结果。本发明专利技术实施例中，对球面近场测量得到的待测天线的近场误差数据，利用偏差补偿策略进行了多次迭代修正，对近场误差数据进行偏差补偿可以减小其误差，经过多次迭代，可以利用多次偏差补偿进行数据修正，得到更为接近理想数据的目标近场数据，有效减少误差，提高测试结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法。
技术介绍
近年来，移动通信技术得到了迅猛发展，从2G时代发展到了现在的4G时代，并即将迎来5G时代。移动通信技术的实现离不开天线的设计，尤其是5G技术的来临，需要在通信端的基站附近增加大量的天线，为了使天线与通信系统相互契合，需要对天线的各性能参数进行测量。因此天线测量技术在整个天线的应用过程中有重要作用。天线测量技术中的一种为近场测量，近场测量是用一个已知探头天线在距待测天线一定的距离上扫描测量待测天线一个平面或曲面上电磁场的幅度和相位数据，再经过严格的数学变换计算出天线的特性，表现为远场辐射图，当探头天线扫描出的面为三维球面时，则为球面近场测量。具体的，球面近场测量是将待测天线放置在微波暗室的转台上，微波暗室内放置有探头天线，探头天线用于接收待测天线的辐射场，探头天线在一个相对待测天线固定的采样球面以固定的采样间隔Δθ、Δφ进行采样，获得最终测量数据。探头天线与待测天线是相对移动的，探头天线需要准确定位到每个采样位置上进行测量，但是在实际测量中，探头天线不能准确定位到每个采样位置上，因此测量数据是有误差的，如何在球面近场测量中有效减少误差对天线特性的影响是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法，以有效减少误差对天线特性的影响。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法，所述方法包括：获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据，所述探头天线用于测量所述待测天线；根据所述目标位置坐标、所述位置坐标误差和所述近场误差数据，利用预先设置的球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据；根据所述目标近场数据，利用预先设置的天线近远场转换策略，得到所述待测天线的测量结果。特别的，所述获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据，包括：获取探头天线的目标位置坐标；测量所述探头天线实际放置处的位置坐标；计算所述实际放置处的位置坐标与所述目标位置坐标间的误差，将所述误差作为所述位置坐标误差；接收所述待测天线发出的电信号，对所述电信号进行分析，得到所述待测天线的近场误差数据。特别的，所述根据所述目标位置坐标、所述位置坐标误差和所述近场误差数据，利用预先设置的球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据，包括：多次迭代执行步骤A至步骤C；步骤A：根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用预先设置的球面波模式展开理论，计算当前模式系数；步骤B：根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，确定修正后的当前近场数据；步骤C：将所述修正后的当前近场数据，与前一次的近场数据进行对比，得到误差值；统计连续出现所述误差值小于预设阈值的次数；当所述次数大于预设次数时，确定最后一次迭代得到的当前近场数据为修正后的目标近场数据。特别的，所述球面波模式展开理论包括模式系数计算公式和天线近场计算公式；所述偏差补偿策略包括泰勒级数计算公式；所述根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用预先设置的球面波模式展开理论，计算当前模式系数，包括：根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用所述模式系数计算公式，计算当前模式系数，所述模式系数计算公式为：其中，amn、bmn是所述当前模式系数，和为所述当前近场数据，j代表复数，m和n代表阶数，k＝2π/λ，λ为波长，r为球面半径，Pn|m|代表勒让德函数，fn、gn与汉克尔函数有关，Cmn为常数，e是常数，所述勒让德函数和所述汉克尔函数为模式系数求解过程中所用的函数，r、θ、为所述目标位置坐标；所述根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，确定修正后的当前近场数据，包括：根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述天线近场计算公式和所述泰勒级数计算公式相结合，确定修正后的当前近场数据，所述天线近场计算公式为：其中，与为球面波函数，(r,θ,)为所述目标位置坐标；所述泰勒级数计算公式为：其中，f(x0)为所述当前近场数据，(x-x0)为所述位置坐标误差。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量装置，所述装置包括：获取模块，用于获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据，所述探头天线用于测试所述待测天线；确定模块，用于根据所述目标位置坐标、所述位置坐标误差和所述近场误差数据，利用预先设置的球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据；测试模块，用于根据所述目标近场数据，利用预先设置的天线近远场转换策略，得到所述待测天线的测试结果。特别的，所述获取模块，具体用于：获取探头天线的目标位置坐标；测量所述探头天线实际放置处的位置坐标；计算所述实际放置处的位置坐标与所述目标位置坐标间的误差，将所述误差作为所述位置坐标误差；接收所述待测天线发出的电信号，对所述电信号进行分析，得到所述待测天线的近场误差数据。特别的，所述确定模块，具体用于：多次迭代执行步骤A至步骤C；步骤A：根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用预先设置的球面波模式展开理论，计算当前模式系数；步骤B：根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，确定修正后的当前近场数据；步骤C：将所述修正后的当前近场数据，与前一次的近场数据进行对比，得到误差值；统计连续出现所述误差值小于预设阈值的次数；当所述次数大于预设次数时，确定最后一次迭代得到的当前近场数据为修正后的目标近场数据。特别的，所述球面波模式展开理论包括模式系数计算公式和天线近场计算公式；所述偏差补偿策略包括泰勒级数计算公式；所述确定模块，具体用于：根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用所述模式系数计算公式，计算当前模式系数，所述模式系数计算公式为：其中，amn、bmn是所述当前模式系数，和为所述当前近场数据，j代表复数，m和n代表阶数，k＝2π/λ，λ为波长，r为球面半径，Pn|m|代表勒让德函数，fn、gn与汉克尔函数有关，Cmn为常数，e是常数，所述勒让德函数和所述汉克尔函数为模式系数求解过程中所用的函数，r、θ、为所述目标位置坐标；所述确定模块，具体用于：根据所述当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据，所述探头天线用于测量所述待测天线；/n根据所述目标位置坐标、所述位置坐标误差和所述近场误差数据，利用预先设置的球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据；/n根据所述目标近场数据，利用预先设置的天线近远场转换策略，得到所述待测天线的测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据，所述探头天线用于测量所述待测天线；
根据所述目标位置坐标、所述位置坐标误差和所述近场误差数据，利用预先设置的球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据；
根据所述目标近场数据，利用预先设置的天线近远场转换策略，得到所述待测天线的测量结果。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取探头天线的目标位置坐标、位置坐标误差和待测天线的近场误差数据，包括：
获取探头天线的目标位置坐标；
测量所述探头天线实际放置处的位置坐标；
计算所述实际放置处的位置坐标与所述目标位置坐标间的误差，将所述误差作为所述位置坐标误差；
接收所述待测天线发出的电信号，对所述电信号进行分析，得到所述待测天线的近场误差数据。


3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述目标位置坐标、所述位置坐标误差和所述近场误差数据，利用预先设置的球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，进行多次迭代修正，得到修正后的目标近场数据，包括：
多次迭代执行步骤A至步骤C；
步骤A：根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用预先设置的球面波模式展开理论，计算当前模式系数；
步骤B：根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，确定修正后的当前近场数据；
步骤C：将所述修正后的当前近场数据，与前一次的近场数据进行对比，得到误差值；
统计连续出现所述误差值小于预设阈值的次数；
当所述次数大于预设次数时，确定最后一次迭代得到的当前近场数据为修正后的目标近场数据。


4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述球面波模式展开理论包括模式系数计算公式和天线近场计算公式；所述偏差补偿策略包括泰勒级数计算公式；
所述根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用预先设置的球面波模式展开理论，计算当前模式系数，包括：
根据当前近场数据和所述目标位置坐标，利用所述模式系数计算公式，计算当前模式系数，所述模式系数计算公式为：






其中，



amn、bmn是所述当前模式系数，和为所述当前近场数据，j代表复数，m和n代表阶数，k＝2π/λ，λ为波长，r为球面半径，Pn|m|代表勒让德函数，fn、gn与汉克尔函数有关，Cmn为常数，e是常数，所述勒让德函数和所述汉克尔函数为模式系数求解过程中所用的函数，r、θ、为所述目标位置坐标；
所述根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述球面波模式展开理论和预先设置的偏差补偿策略，确定修正后的当前近场数据，包括：
根据所述当前模式系数和所述位置坐标误差，利用所述天线近场计算公式和所述泰勒级数计算公式相结合，确定修正后的当前近场数据，所述天线近场计算公式为：



其中，与为球面波函数，为所述目标位置坐标；
所述泰勒级数计算公式为：



其中，f(x0)为所述当前近场数据，(x-x0)为所述位置坐标误差。


5.一种基于探头天线位置误差修正的天线球面近场测量装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫民，韩亚，吴永乐，刘元安，王敬超，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11