34、GNSS天线测量技术全解析

GNSS天线测量技术全解析

1. 近场 - 远场扫描技术

在近场 - 远场（NF - FF）扫描技术中，有平面扫描、圆柱扫描和球面扫描三种方式。球面扫描虽然能用于测量放置在飞机比例模型上的频率缩放GNSS天线的方向图，但它是三种NF - FF扫描技术中最慢的。平面扫描耗时最短，圆柱扫描次之，球面扫描耗时最长，大约比圆柱扫描慢2π倍，这是由于采样探头沿球面扫描表面的弯曲垂直路径运动所致。据估计，球面扫描计算时间比相应的圆柱扫描情况长约((\frac{1}{2} \log_2 \frac{N_P}{N_P}))倍，对于100×100采样点的阵列，这个倍数达到8。

NF - FF扫描的主要误差来源包括：
- 被测天线（AUT）与采样探头之间的多次反射；
- 接收系统的非线性；
- 支撑被测天线的基座的散射和吸收。

此外，在NF - FF天线测试场测量天线方向图时，还可能出现以下电气类型误差：
- 采样探头与AUT之间的互耦；
- 接收器的非线性；
- 扫描仪产生的多径反射；
- AUT安装架和消声室墙壁的散射；
- 发射和接收系统的泄漏。

这些误差可以通过在适当位置放置微波吸收器、使用合适的屏蔽和电缆来降低。机械误差则可能由于扫描表面形状不完善、扫描表面相对于AUT的未对准以及采样探头的定位误差而产生。

2. 辐射方向图测量

2.1 辐射方向图切割

测量圆极化GNSS天线的辐射方向图，需要确定辐射场Eθ和Eφ沿球面坐标系中ˆθ和ˆφ单位矢量方向的两个正交极化分量的幅度和相位的空间分布。这些数据可用于确定天线性能的多个关键