球面近场测试高阶探头补偿算法及其在超宽带探头上的应用

丁一 姜维超 赵宇心

（1. 南京大学物理学院，南京 210093；2. 烟台大学光电学院，烟台 264005；3. 深圳大学物理与光电学院，深圳 518057）

引 言

天线近场测试技术主要包括平面、柱面和球面近场三种形式[1]. 平面近场技术主要针对高增益定向天线的测试，柱面近场针对扇形波束的天线测试，球面近场则适用于各种形式波束的测试. 另外，由于平面、柱面近场测试系统要求探头在前向辐射区域没有副瓣和零点，很难有宽带探头同时满足这个要求，导致宽带测试效率低下. 而球面近场系统在扫描过程中探头都用主瓣对准待测天线，并不要求探头在整个前向辐射区域没有副瓣和零点，因此采用超宽带探头即可提高宽带测试效率.

在IEEE关于天线近场测试的标准[1]中，球面近场系统的探头补偿算法基于电磁辐射球面波展开理论，并且假设了探头的球面波模式只包含正负一阶的方位模式. 本文把相应的探头称作低阶探头，其他则称为高阶探头. 理论上严格的低阶探头是圆形辐射口径的单模线极化天线，比如线极化的圆锥喇叭天线、开口圆波导天线等等. 实际应用中开口矩形波导天线也可以近似为低阶探头.然而依据文献[1]，这些探头都是窄带探头，频带范围大都不超过1∶2. 超宽带探头一般都具有显著的高阶球面波方位模式[2]，直接应用传统的低阶探头补偿算法将增大最终的测量误差，因此有必要考虑高阶探头的补偿算法.

较早出现的一种高阶探头补偿……