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采用自由空间驻波法测试微波暗室反射电平

  采用自由空间驻波法测试微波暗室反射电平_教育学/心理学_人文社科_专业资料。维普资讯 第3 期 20 0 5 通 信 对 抗 No 3 . COM MUNI CAT1 COUNTERMEASURES 0

  维普资讯 第3 期 20 0 5 通 信 对 抗 No 3 . COM MUNI CAT1 COUNTERMEASURES 0N 20 0 5 采用 自由空 间驻 波 法测 试 微 波 暗 室反 射 电平 陈 云 周 军 中 国电 子科 技 集 团公 司第 三 十六 研 究 所 ( 兴 3 40 ) 嘉 10 1 摘 要: 暗室性能评估 中, 自由空间驻波法是测试反射 电平的重要 方法之一。文章介绍 了 自由空间 驻 波 法的 原理 及 其 实现 方法 , 并对 数 据 的 处理做 了介 绍 。 关键 词 : 波 暗 室 ; 微 反射 电平 ; 自由 空 间驻 波 法 Re lc ii a u e f t t Me s r me toh e h i a b r e vy n f e An c oc Ch m e t b F e a e VSW R T s y r e Sp c et C e Yu hn n Z o J n h u u N .6ReerhIsi t o E C Oa ig3 4 0 ) o3 sac nt ue fC T 'xn 1 0 1 t i Ab t a t I i i p r nt m e h d o a u n e e t iy o h m b t b r e s a e VS R ( l g sr c :t s m o t a t o f me s r g r f ei t f c a i l v e y fe p c W Vot e a . Sa dn a eRai) etnte n c occ a eefr n eea aig At r ,h r c ls fh t d tn igW v t tsi eh i hmb r r ma cv l t . s tep n i e o es n - o h a p o u n i ft i p t a i g wa e me s r m e ti h h m b ra e i to u e y t e a h rn t i p p r The h e tn r c s o n v a u e n n t e c a e r n r d c d b h ut o i h s a e s n t e t si g p o es f . r f c i i s l r d e . d t e d t r esn s e c b d i e al n t e e d e e t t i as i o uc d An h a ap oc s g i d s r e n d ti i h n l v y o nt i i . Ke r An c o c Ch mb r R e e tv t F e p c y wo d: e h i a e ; f c i i l y; r e S a e;VS R. e s r me W M a u e nt 1 引言 微 波 暗室 通 过 吸 波材 料 对入 射 到墙 壁 、 板 以及 天 地 花 板 上 的 电磁 波 进行 吸收 而模 拟 自由空 间测 试 环境 , 其 2 自 由空 间 电压 驻 波 法 测试 原 理 自由空 间驻 波 法 测试 的原 理 如 下 : 通常是将发射天线安装在发射端转 台上 , 使其 主瓣 方向沿 暗室的主轴方向 , 接收天线安装在静区内的接收 端转 台上 , 同样 在 这一 主 轴 上 。如 图 1 且 所示 。 性能的优劣直接关 系到天线测量的精度 。 微波暗室的反 射 电平 是 衡 量 暗 室性 能 的一 项 重 要 指标 。 反 射 电平 是指 等 效反 射 场 与 直接 照 射 场之 比( 谓 所 等 效反 射 场 是指 暗室 内反 射 、 绕射 和散 射 等 杂散 波 的 总 干扰 场 )理 想 的微 波 暗 室 的 电磁 波反 射 能 量应 为零 , 。 但 实 际上 这 是不 可 能 实 现 的 , 论怎 样 的 暗 室总 会 存在 一 无 定 的反 射 。 量 地 测 定反 射 电平 是 暗室 性 能鉴 定 的重 要 定 假设发射天线发出信号为 ,当接 收天线 的主瓣 指 向发射天线时 , 由直射信号得 到的检测信号 的电平为 。 除 了检测到这一信号外 , 接收天线也 同时接收到从 暗室 的侧 墙 、 后墙 、 花 板 、 板 以及放 置 在 暗 室 中 的仪 天 地 器在内的所有物体 的反射信号 。 图 l 在 中这些反射信号 以 E E 以及 等 表 示 。 当然 这 只是 实际 情 况 的一 种 r 2 简化 方 式 , 实际 上 按 照接 收 天 线 的辐 射 方 向 图特 性 应 而 组成部分 , 目前为止 已有下列一些测量方法 : 自由 到 ① 空 间驻 波法( 简称 V WR法 )②等效 雷达散射横 截面 S ; 法 ; 天线方 向图 比较法 ; ③ ④场 一探针绘 制法 ; 伪随 ⑤ 机 码 调 制 载 波 法 等 。 目前 最 常用 的 方法 是 自 由空 间 驻 波法。 当检测到无数个反射信号 。为了简便起见 , 在下面 以 E 表示这些反射信号 的总和 ,同时假设 E 是在给定 方位 角情况下沿接 收天线 主轴方向的反射 。为了评估 E 的 维普资讯 5 ? 8 通 信 对 抗 20 0 5定 影响 , 们将 接收 天线上 时直射 信号 E。 我 1 与 断方 向进 行 了测 试 ( 图 2中 x、 方 向 ) 即 Y轴 。 最大 电平 E 相差 A d ) (B 。此时 E与 E 差 R(B , d )即反射 电平 为 R 。总的接 收场强 就为 E O Z与 E 0 之 和。 l ̄ S o 1啷 当 E 与 E 相 位成 2 盯(= ,一. , 直 射 信 号 。 n n l2 ) 对 时 归一 化 , 一化 值 由 b 示 , 归 表 则有 : b 0学 =l 2g 信号 归 一 化 , 一 化 值 由 c 示 , 有 : 归 表 则 ( 1 ) 图 2 测 试 行 程 线 示 意 图 当 E 与 E 相 位成 (n 1 盯(= , ….时 , 直 射 。 2 一 ) n l2 ) 对 c2g =0学 l 若 E > E o = 0g 21 旦 工 Jd = ( 2 ) 工Jd 在 沿 暗 室 的纵 轴 扫 描 时 ( C 即 D段 扫 描 时 )首 先 将 , 发 射 天线 架 设 于 发射 端 转 台 上 , 定 其极 化 方 向 。然后 确 在 暗 室 的静 区 内沿 暗室 的纵 轴方 向放 好轨 道 , 定 轨 道 确 ': 0g ( 1旦 =2 2器 0 l g u ( 3 ) ( 4) 的平 面水 平 ,将 接收 天 线 安 装在 轨 道 上 的支 撑 杆 上 , 使 接 收 天 线 对 准 发 射 天 线 ( 时 接 收 天 线位 置 ) 此 o , 接 收 天 线 与 发 射 天 线 的 极 化 方 向 相 同 。选 定 一 个 频 率 点, 将接 收 天 线 沿轨 道 进 行一 次 扫 描得 到 的驻 波 曲线g 代入 ( ) 中得 : fE 0 R 21 = 3式 b一 R A+ 0 = 2l g J t+ O _J 是我们通常所说 的零轨迹。然后 将接 收天线 为 步 进 直 至 20 , 动被 测 天线 测 得 各 个 角度 0度 7 o移 ( 5) L d 若 E < b21 E, = 0g o 则 工 Jd ':2 1 ( 0 旦 = g 同理 可 得 : R A+og = 2 l O ’一 的驻波 曲线 , 以零轨迹 为参 考测得 的驻 波 曲线振 幅就 可以计算 出暗室在测试点 9 o 10 的反射 电平 , 0到 8。 而波 峰 间 的 间隔 可 以用 于 区 分 暗室 中发 生 的不 同反射 。 后 然 若 E= b2l E, = O o 则 g 0 将 发 射 天 线 的极 化方 向 与接 收 天 线 的 极 化 方 向 同时 旋 此时 为 全 反射 , 射 系数 r: , = 反 1 R A。 转 9  ̄改 变极 化 方 向后 再 进 行 上 述 同样 的测 量 以及 计 0, 算, 就可 以得 到 暗室 在 这个 频 率点 的纵 向扫 描数 据 。暗 室 的纵 向扫描 主要 用 于测 试 暗 室 的后 墙 反 射 。 室 的后 暗 在 实 际 测 量 时 ,很 难 在 一 条 测 试 线 上 处 处 满 足 E = r因此 这种 隋况 可以归 入前 两 种情 况处 理 。对 于俯 E, 仰方 向可 以得 出 同样 的结论 , 只是 E 代替 了 E 而 已。 。 接 收 天线 墙 处 在 入 射 波 的全 面 照射 下 , 此 暗室 的 纵 向扫 描 的测 因 试 数据 是 评 定 暗室 性 能 指标 的重要 依 据 。 而 在 进 行 暗 室 的横 向扫 描 时 ( A 即 B段 扫 描 时 )同 , 样 首 先 要 将发 射 天线 架设 在 发射 端 转 台上 , 定 其 极 化 确 转 台 发 射室 锥 形 区域 矩 形 区域 方 向。然后在暗室的静 区中心沿 暗室的横向放好轨道 , 确 定 轨 道 的平 面 水 平 , 接 收 天线 安 装 在 轨道 上 的支 撑 将 杆 上 , 接 收 天线 对 准 发 射 天 线 , 使 同时 确 定接 收 天 线 微 波 暗 室入 射 与 反射 场 示 意 图 发射天线的极化方向相同,选定频率点扫描 出零轨迹 。 然 后 将 接 收 天线度 0, 移 动 被测 天线 测 得各 个 角 度 的驻 波 曲线 。 再改 变 发 射 天 线 和 接 收 天线 的极 化 方 向测 试一 遍 , 到这 个 频 率 点 的 得 横 向扫 描 数据 。 暗室 的 横 向扫 描 主 要用 于 测试 暗室 的侧 墙 的 反射 电平 。 3 测 试 方 法 理 论 上 自由空 间驻 波 法 测 试 能 够 对 暗 室 的 任 意 方 向进 行 测试 , 实 际应 用 中我 们 只针 对 测 试 区域 中的 三 在 条 主要 路 径 进 行 测 试 : 暗 室 纵 轴 方 向 、 暗室 水 平 横 沿 沿 方 向 以及 沿 暗室 的垂 直 横 方 向 。 际上 从 暗 室天 花 板 和 实 这样 在 整 个 频 段 内选 出 若 干 个 频 率 点 进 行 纵 向 和 横 向扫描 就 可 以 完成 暗室 的 反射 电平 的测 试 。 地板反射的任何能量在暗室的纵轴方 向和水平横 向驻 波 干 涉 曲线 能 够 显示 出来 , 于探 测 天线 运 动 方 向对 此 由 分 量 不 是最 佳 方 向 , 将 以较 长 的周期 形 式 出现 。因此 它 在 实 际应 用 中 , 我们 只 沿 暗室 的纵 轴 以及 暗 室 的水 平 横 4 数 据 处 理 完 成 反射 测 试后 , 必 须 进行 数 据 处 理 。 因 为整 个 还 维普资讯 第3 期 陈 云 周 军: 采用 自由空间驻 波法测 试微 波 暗室反射 电平 ? 9? 5 暗 室 的 测 试 数 据 十 分 庞 大 , 所 以我 们 选 一 个 频 率 点 ( 0 M z的一 个 角度 来 举 例说 明 。0 M z 我们 使 用 50 H ) 50 H 时 喇 叭 天 线 (G 一 , ) 接 收 天 线 , 收 天 线 与 发 射 天 S H 0 5作 7 接 线米 ,静 区 内行 程 约 4米 。图 3 、图 4就 是 50 H 时 暗室 的横 向 和纵 向扫描 的零 轨迹 图 。图 3中 0M z 的 上 一 张 图 和下 一张 图分 别 是 横 向扫 描 水 平 极 化 以及 横 向扫 描 垂直 极 化 的 零轨 迹 图 。 4中的上 一 张 和 下 一 图 张分 别 是 纵 向扫 描 水 平 极 化 以及 纵 向扫 描 垂 直 极 化 的 零轨 迹 图 。 找 出图 5中起 伏 最 大 的 包 络将 其 放 大得 到 图 6 找 , 出峰 值 点 、 谷 点 如 图所 示 , 峰 利 用 公 式 ( ) 可 以 得 到 6 。 时 横 向扫 描 水 平 极 4就 0 化 的反 射 电平 。以此 类 推 , 可 以计 算 出这 个 频率 点 的 就 所 有 角度 的反 射 电平 。如 图 7 示 。 所 图 7 5 0 Hz时 反 射 电 平 【 收 天 线 为 标 准 增 益 喇 叭 ) 0M 接 图 350 0 MHz垂 直和 水 平极 化 时横 向扫 描 的 零轨 迹 在 图 7中 ,左 图 表 示 在 水 平 极 化 时 暗 室 的 反 射 电 平 , 图 表 示 垂 直 极 化 时 暗 室 的 反 射 电 平 , 中最 外 面 右 其 的一 圈表示预期指标值 , 上半 圆曲线表示横向扫描时暗 室 的反 射 电平 , 半 圆 曲线 表 示纵 向扫 描 时 暗室 的反射 下 电平 。 5 结 束 语 微波暗室建 成后 , 须测试 其性 能参数 , 必 获得 暗室 静 区性 能 的测 试结 果 , 以判 断 出 暗室 对被 测 设 备测 量 误 图 4 5 0 Hz 直 和 水 平 极 化 时 纵 向 扫 描 的 零 轨 迹 0M 垂 差 的 影 响 和范 围 。 自由空 间驻 波 法 能较 好 地 测 出 暗室 而 的反射 电平 , 时 当反 射 电平 较 差 时 可 以判 断 出发 生 反 同 因为 一个 频 率 点 在 一 个极 化方 向上 需 要 扫 描 出 3 6 个 方 向 角 度 , 分 析 方 法 是 类 似 的 , 以 我们 选 了 6。 但 所 0 时横 向扫描 水 平 极 化 的驻 波 曲线 来 分 析 。见 图 5 。 9 [ 二二 二 二H6 二二二二二二二二二二二二二=二 ] Fl : 0TO0R it 50二 二 二 4 射的区域 , 从而对其进行修正改进。 E=二 二二 图 5 自由 空 间 VS R 曲线 W RO JO IE C  ̄ O EH ER: 2 T 一 5. 58 EF 2 R LE CT RET , . L SS: 4 . 87 O 一 8 ∞ 参 考 文献 : 【】 乃 宏 , 新 得 等 . 线 测 量 手 册 . 京 : 防 工 业 出 1毛 俱 天 北 国 版社 .97 18 【】 昌禄 . 线 测 量技 术 . 都 : 都 电 讯 工 程 学 院 出版 2林 天 成 成 社 .97 18 作者简介 : 陈 云 (96 )女 , 理 工 程 师 ,0 0年 毕 业 于 长 春 科 17 一 , 助 20 技 大学 , 主要 研 究方 向 为 天线 技 术 。 周 军 (97 , , 16 -)男 高级 工 程 师 ,99年 毕 业 于成 都 电子 18 科技 大 学 , 主要研 究 方 向为 天 线 放 大后 自由空 间 VS R 曲线 W


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