履行摘要
杂乱情形中的天线功能分析会因查询中予以考虑的实践细节而发生问题。在这种情况下，丈量和数字建模是评价天线功能的根底东西。
运用核算电磁学(CEM)东西所创立的数字建模需求对源天线进行特定表述。可经过了解具体的天线特性完成这一点。但在大多数实践情况中，全波表述不可行或不可用。因而天线丈量技能被证明是有用的办法。
在本文中，您将了解哪些东西和技能可以战胜因不知道源模型特性和待丈量环境杂乱性所引起的约束。这一办法依据对天线的等效电流表述，衔接丈量设备/技能与商业数字核算东西，然后丈量用于最杂乱测验环境模仿的源天线。
前语
如要将一个辐射设备布置在大型结构上，比方将天线布置在卫星上、将雷达布置在飞机上或将传感器布置在汽车上，就需求对情形进行查询和优化。因为测得数据的总结性和高度的稳定性，仍需求经过完好的丈量对已布置的天线功能进行终究验证，一起在天线布置研讨与优化的初始阶段添加数字建模的运用。
因为测验情形更加杂乱，因而核算电磁学(CEM)模仿东西正在运用的是域分化技能(DDT)。有时候，在运用第三方供给的天线时，或许没有天线全波表述所需的机械和电子特性，尤其是在CEM东西要求的格局中。为了战胜这一问题，可以经过实在的辐射丈量确认辐射天线的特性。
依据测得的辐射图形，可以确认被测近场源天线的等效电流(EQC)表述而且将其导入用于模仿的 CEM东西。所取得的EQC模型是一个对天线辐射图形的电磁完好表述，而且在DDT的根底上可以在模仿中用作依据惠更斯公式的等效黑盒[1-5]。
图1、阻隔环境中鲨鱼鳍天线的辐射丈量;确认对应的EQC模型。
3D空间辐射设备的黑盒表述
尽管微波组件黑盒电气表述的开发改造了%&&&&&%的规划，但3D空间辐射设备，如天线等的黑盒表述就没那么成功。微波设备的黑盒表述依据设备物理端口的界说以及S参数所界说的入射波和出射波之间的联系。因为只能经过丈量、模仿或供货商取得完好描绘设备特性的S参数表述，因而用户常常对设备细节一窍不通。
与微波组件的S参数相似，可以经过近场(NF)源数据集完好描绘3D空间辐射设备的特性。在本文中，依据惠更斯公式，这被界说为表述设备辐射图形的等效黑盒[6]。
操作人员可以经过域分化技能 (DDT) 将测验中的情形分红更易办理的分区，然后优化和削减核算成本。实践中，在杂乱天线布置问题中运用DDT，便可以经过十分准确的模仿设置独立取得辐射天线的特性，并作为子问题集成到终究的完好情形模仿中。
在曩昔，DDT的运用被严厉约束于模仿的问题上，而且有必要运用不同的数值办法来处理各种子问题。这一约束，最近已被战胜。在MVG的INSIGHT 软件中研制的新技能直接运用DDT，答应实在丈量来表征子问题。
INSIGHT[7] 是MVG所开发的一款软件，可以运用等效电流(EQC)依据被测场的扩展树立被测天线的准确电磁表述模型 [8-14]。可以从INSIGHT经过多种商业CEM东西导入EQC表述模型用于完好、杂乱情形中的模仿和测验。
INSIGHT 供给“缺失的环节”，整合数字模仿和天线丈量，了解已布置的天线功能。
界说链接
链接是天线丈量设备、CEM数字建模以及适用于CEM解算器的源天线近场丈量EQC模型之间的交点。为了具体阐明这一过程，让我们来看一个由双脊喇叭天线供给信号的反射体系。该体系分为两个部分：喇叭天线 (源天线)和反射器，如图2所示。
图2、反射体系：MVG SR40-A 反射器，由MVG SH4000双脊喇叭天线供给信号
开始丈量阻隔环境中喇叭天线的辐射图形 (近场和/或远场)。然后对测得的数据进行处理，取得依据惠更斯等式的等效黑盒。然后运用各CEM东西将等效黑盒装置在用于模仿的反射器上。
当天线接近或直接装置在杂乱结构上时，源天线的等效电流表述还能带来准确的成果。这一通用流程可以用于杂乱环境中恣意形状和杂乱程度的天线 [1-5]。
图3、链接
天线丈量设备
球形、圆柱形或平面扫描外表上的天线辐射图形近场或远场丈量相同适用于用于CEM模仿的EQC的预备。大多数情况下，阻隔天线的丈量不一定需求大型丈量设备，而且可运用紧缩的近场丈量规模准确、高效丈量源天线。实践上，细巧的便携式丈量体系十分合适此类丈量，因为好像EM实验室中的其他仪器相同，它们可以轻松地与进行模仿的渠道一起运用。此外，假如该体系是一个多探针体系，则按份额缩短丈量时刻。
如图4所示，由细巧的便携式MVG StarLab丈量体系[15]进行本文中所表述的和用于验证链接的丈量。
图4、MVG StarLab 18GHz 球形近场多探针体系[14]
等效电流处理：近场源建模
阻隔天线的等效电流表述作为测得的近场模型以表明CEM东西中的源天线。经过运用反源或等效电流/源办法 (EQC) 依据INSIGHT [7]测得的数据核算等效电流表述[9-12]。运用反源办法的关键是其在盘绕被测天线(AUT)的恣意或通用3D外表上重构EQC的才能。为此，可以在各种类型或形状的天线上运用该办法。图5是一个双脊喇叭天线等效电流重构的示例。
图5、依据测得的双脊喇叭天线辐射图形进行等效电流重构以进行确诊。
因为EQC可以生成天线外表形状合作表述，因而源天线可以更自由地装置在任何大型结构上的任何方位(终究情形)。在遇到非球面波扩展的情况下主张运用该办法。在球面波扩展中，只能核算源天线最小球面外侧的辐射场 [15]。这一彻底盘绕源天线的最小半径球面不能与该成果相交，因而源天线不能装置在过于接近该结构的方位。这样，这一办法只适用于数量有限的有用测验事例。当等效电流处理用于数字建模测得的数据时，盘绕天线的依据惠更斯等式的等效黑盒可以为该流程供给满足的精度。图6显现的是作为等效黑盒的双脊天线EQC表述。
图6、运用INSIGHT软件依据测得的双脊喇叭天线辐射图形重构等效电流。
CEM东西中的数字模仿
当在INSIGHT中创立源天线的等效黑盒时，可以将黑盒应用于多种CEM东西。CEM解算器会将黑盒视为天线在任何模仿情形中的完好表述。在没有更多其他信息的情况下运用黑盒法进行模仿。长处：无需对源文件进行修正而且可以在任何待测情形中运用EQC表述，即便是最杂乱的也不破例。可以经过多种商业CEM解算器导入INSIGHT中核算的等效电流表述模型[16-21]，参见图 7。
图7、INSIGHT 的 EQC 源模型可以导出到多个可用的CEM东西。
图8所示的是运用丈量、INSIGHT和CEM模仿东西(图3)之间的链接取得的模仿远场辐射图形。
图8、经过链接取得的模仿3D远场图形 (丈量装置在反射器上的源，频率 8 GHz) [17]。
验证链接：证明数据和结构
为了验证天线丈量和CEM模仿之间的链接，现已对不同的事例情形进行了测验(参见图9)。方针首先是证明这项技能的准确性，其次是展现这项技能可以灵敏应用于多种不同的商业核算电磁学模仿东西。
图9、丈量和模仿间链接的验证活动测验事例。反射天线的信号来自于喇叭天线 (a);水平结构上的嵌装单极锥天线和开口波导 (b);弧形结构上的嵌装单极天线 (c);作为红箱的等效电流表述。
验证过程中考虑了3种测验事例：
a) 由喇叭天线供给信号的反射天线;
b) 水平结构上的嵌装单极锥天线和开口波导;
c) 弧形结构上的嵌装单极天线。
之前在阻隔环境中测得的天线等效电流表述已被供给给6家CEM东西供货商。对各供货商的成果进行比照，而且依照终究情形的规范丈量进行比较。规范丈量包含在丈量体系中彻底确认的完好终究情形中的天线辐射图形。
已向6家软件供货商供给相同的信息(依据惠更斯等式的等效黑箱，可对源天线进行建模)。为了坚持验证活动的精力和作用，在整个活动期间，各软件供货商交流数字模仿成果。
本文只展现了水平结构上的嵌装单极锥天线示例。
