輻射和散射近場(chǎng)測(cè)量及近場(chǎng)成像技術(shù)的研究說(shuō)明

　　眾所周知，在離開被測(cè)目標(biāo)3λ～5λ（λ為工作波長(zhǎng)）距離上測(cè)量該區(qū)域電磁場(chǎng)的技術(shù)稱為近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)。如果被測(cè)目標(biāo)是輻射器，則稱為輻射近場(chǎng)測(cè)量；若被測(cè)目標(biāo)是散射體，則稱為散射近場(chǎng)測(cè)量；對(duì)測(cè)得散射體的散射近場(chǎng)信息進(jìn)行反演或逆推就能得到目標(biāo)的像函數(shù)，這就是目標(biāo)近場(chǎng)成像。但是，截止目前為止，關(guān)于輻射、散射近場(chǎng)測(cè)量以及近場(chǎng)成像技術(shù)溶為一體的綜述性文章還未見(jiàn)到公開的報(bào)導(dǎo)，這對(duì)從事這方面研究的學(xué)者無(wú)疑是一種遺憾。為使同行們能全面地了解該技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，該文概述了近幾十年來(lái)關(guān)于輻射、散射近場(chǎng)測(cè)量及近場(chǎng)成像技術(shù)前人所做的工作及其最新進(jìn)展，并指出了未來(lái)研究的主要方向。

　　1、輻射近場(chǎng)測(cè)量輻射近場(chǎng)測(cè)量

　　是用一個(gè)已知探頭天線（口徑幾何尺寸遠(yuǎn)小于1λ）在離開輻射體（通常是天線）3λ～5λ的距離上掃描測(cè)量（按照取樣定理進(jìn)行抽樣）一個(gè)平面或曲面上電磁場(chǎng)的幅度和相位數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)變換計(jì)算出天線遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的電特性。當(dāng)取樣掃描面為平面時(shí)，則稱為平面近場(chǎng)測(cè)量；若取樣掃描面為柱面，則稱為柱面近場(chǎng)測(cè)量；如果取樣掃描面為球面，則稱為球面近場(chǎng)測(cè)量。其主要研究方法為模式展開法，該方法的基本思想為：空間任意一個(gè)時(shí)諧電磁波可以分解為沿各個(gè)方向傳播的平面波或柱面波或球面波之和；主要研究成果及進(jìn)一步要解決的問(wèn)題如下所述。

　　1.1、輻射近場(chǎng)測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀輻射近場(chǎng)測(cè)量的研究起始于50年代，70年代中期處于推廣應(yīng)用階段（商品化階段）。目前，分布在世界各地的近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)已有100多套。該技術(shù)的基本理論已基本成熟，這種測(cè)量方法的電參數(shù)測(cè)量精度比常規(guī)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法的測(cè)量精度要高得多，而且可全天候工作，并具有較高的保密性，因此，在軍用、民用中都顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性。

　　1.2、輻射近場(chǎng)測(cè)量研究的主要成果幾十年來(lái)，輻射近場(chǎng)測(cè)量的研究在以下4個(gè)方面取得了突破性的進(jìn)展：

　?。?）常規(guī)天線電參數(shù)的測(cè)量天線近場(chǎng)測(cè)量可以給出天線各個(gè)截面的方向圖以及立體方向圖，可以分析出方向圖上的所有電參數(shù)（波束寬度、副瓣電平、零值深度、零深位置等）和天線的極化參數(shù)（軸比、傾角和旋向）以及天線的增益。

　　（2）低副瓣或超低副瓣天線的測(cè)量天線方向圖副瓣電平在-28～-35 dB之間的天線稱為低副瓣天線；副瓣電平小于-40 dB的天線稱為超低副瓣天線。對(duì)它們的測(cè)量要用到“零探頭”技術(shù)，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，副瓣電平在-40 dB以上時(shí)，測(cè)量精度為±3 dB，副瓣電平為-55 dB時(shí)，測(cè)量精度為 ±5 dB。