IEEE天线近场测量推荐实施标准 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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武建华，王正鹏 著

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• IEEE标准
• 天线测量
• 近场测量
• 电磁兼容
• 测试方法
• 无线通信
• 射频
• 微波技术
• 标准规范
• 测量技术

店铺： 华文京典专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118108590

商品编码：29572913242

包装：平装-胶订

出版时间：2016-05-01

基本信息

书名：IEEE天线近场测量推荐实施标准

定价：128.00元

作者：武建华,王正鹏

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787118108590

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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电磁辐射（天线）与散射（雷达与隐身）领域的近场研究，具有很高的理论意义和工程价值。国际上天线近场测量技术研究*早可溯源到20世纪50年代，以满足相控阵雷达及天线罩等装备的发展需要。历经近60多年的技术进步，发展出了平面、柱面和球面等近场扫描形式，以满足各种电磁辐射测试与调试的工程需求。1988年美国国家标准局的Barird和佐治亚工学院的Joy在IEEE Transactions on Antennas and Propagation专刊上分别回顾了天线近场测量技术的发展史，标志着近场测量技术的成熟。之后又经20余年的完善，2012年天线测量技术协会（Antenna Measurement Techniques Association，AMTA）组织并发布了IEEE Remended Practice for Near-Field Antenna Measurements（IEEE天线近场测量推荐实施标准），译者有幸在AMTA 2012年会现场见证了来自美国国家标准局（NIST）的Michael Francis宣布IEEE Std 1720TM一2012的发布。
　　辐射测量是散射测量的基础，而电磁散射近场测量具有更为重大的潜在应用价值。译者长期从事紧缩场研究，有着电磁辐射与散射测量一线工作的经历，对近场问题的关注也源于紧缩场应用、检测与误差校正等的研究。为了进一步推动我国电磁测量基础技术与应用的发展，服务于我国军事和民用装备的研制，译者引进与翻译了《IEEE天线近场测量推荐实施标准》，书中涵盖了平面、柱面和球面近场测量基本理论与工程应用、扫描探头以及不确定度分析等内容，对我国新一代雷达天线、射频隐身和无线通信等领域的天线测量研究人员有的参考价值。　　电磁辐射（天线）与散射（雷达与隐身）领域的近场研究，具有很高的理论意义和工程价值。国际上天线近场测量技术研究*早可溯源到20世纪50年代，以满足相控阵雷达及天线罩等装备的发展需要。历经近60多年的技术进步，发展出了平面、柱面和球面等近场扫描形式，以满足各种电磁辐射测试与调试的工程需求。1988年美国国家标准局的Barird和佐治亚工学院的Joy在IEEE Transactions on Antennas and Propagation专刊上分别回顾了天线近场测量技术的发展史，标志着近场测量技术的成熟。之后又经20余年的完善，2012年天线测量技术协会（Antenna Measurement Techniques Association，AMTA）组织并发布了IEEE Remended Practice for Near-Field Antenna Measurements（IEEE天线近场测量推荐实施标准），译者有幸在AMTA 2012年会现场见证了来自美国国家标准局（NIST）的Michael Francis宣布IEEE Std 1720TM一2012的发布。
　　辐射测量是散射测量的基础，而电磁散射近场测量具有更为重大的潜在应用价值。译者长期从事紧缩场研究，有着电磁辐射与散射测量一线工作的经历，对近场问题的关注也源于紧缩场应用、检测与误差校正等的研究。为了进一步推动我国电磁测量基础技术与应用的发展，服务于我国军事和民用装备的研制，译者引进与翻译了《IEEE天线近场测量推荐实施标准》，书中涵盖了平面、柱面和球面近场测量基本理论与工程应用、扫描探头以及不确定度分析等内容，对我国新一代雷达天线、射频隐身和无线通信等领域的天线测量研究人员有的参考价值。
　　由于译者水平有限，书中难免会有错误与不妥之处，敬请读者指正。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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精确致远：天线近场测量原理与实践 引言 在无线通信、雷达探测、射电天文学以及日益兴盛的物联网等领域，天线的性能至关重要。天线作为信号的发射与接收的关键器件，其辐射特性直接决定了系统的通信效率、覆盖范围和精确度。而对天线进行准确的测量，尤其是近场区域的测量，是理解和优化其性能的基石。本文旨在深入探讨天线近场测量的基本原理、关键技术、典型应用以及在实际操作中需要注意的事项，为相关领域的研究人员、工程师和技术爱好者提供一份详实而富有洞察力的参考。 第一章：天线辐射特性基础 在深入近场测量之前，我们有必要回顾天线辐射特性的基本概念。 辐射场区域划分： 近场区（Near-Field Region）： 紧邻天线口面，场强与距离成反比（或更复杂关系），场分布与天线形状和电流分布密切相关，相位变化迅速，是天线辐射特性的“原始”表现。通常定义为距离小于 $2D^2/lambda$ 的区域，其中 $D$ 是天线的最大尺寸，$lambda$ 是工作波长。 菲涅耳区（Far-Field Region / Fraunhofer Region）： 距离天线较远，场强与距离成 $1/sqrt{r}$ 的关系，场分布相对稳定，与天线形状的关系简化。定义为距离大于 $2D^2/lambda$ 的区域。 远场区（Far-Field Region）： 距离天线非常远，场强与距离成 $1/r$ 的关系，场分布不再随距离变化，只与角度有关。 关键辐射参数： 方向图（Radiation Pattern）： 描述天线在空间各个方向上辐射能量的相对强度分布。通常分为全向图（omnidirectional）、定向图（directional）和偶极子图（dipole pattern）等。 增益（Gain）： 天线在特定方向上辐射能量的能力与理想全向天线的比值，是衡量天线定向能力的重要指标。 效率（Efficiency）： 天线将输入功率转换为辐射功率的程度，包括欧姆损耗、介质损耗等。 极化（Polarization）： 电场矢量在空间传播过程中随时间变化的轨迹，如线极化、圆极化、椭圆极化等。 带宽（Bandwidth）： 天线在指定性能指标（如增益、方向图、阻抗匹配）满足要求时的频率范围。 第二章：近场测量原理 近场测量之所以重要，在于它能够获取天线在近距离区域的详细场分布信息，从而通过数学变换推导出远场特性。 惠更斯原理与基尔霍夫积分定理： 惠更斯原理认为，波前的每一点都可以看作一个新的子波源，这些子波源发出的子波在传播一段时间后形成的包络就是新的波前。 基尔霍夫积分定理则将近场区域的场分布与远场区域的辐射场联系起来。通过测量天线近场区域（通常是一个封闭曲面）的电磁场（幅度与相位），可以利用积分方程计算出任意远场方向上的辐射场。 近场测量技术分类： 近场平面测量（Planar Near-Field Measurement）： 在一个二维平面上（通常是天线口面的平行平面）扫描一个已知探针天线，获取该平面上的幅度与相位数据。这种方法适合测量平面波导天线、喇叭天线等。 近场球面测量（Spherical Near-Field Measurement）： 在以被测天线为中心的球面上扫描探针天线。这种方法适用于测量各种形状和尺寸的天线，特别是大型、复杂的天线，如抛物面天线。 近场柱面测量（Cylindrical Near-Field Measurement）： 在以被测天线为中心的柱面上扫描探针天线。这种方法介于平面和球面测量之间，在某些特定场景下具有优势。 探针天线（Probe Antenna）： 探针天线的选择至关重要，它需要具有良好的方向性，并且其自身的辐射场需要能被精确地建模。 探针天线的尺寸应远小于被测天线口面尺寸，以确保其在被测天线近场区域内近似为一个点源，并尽量减小对被测天线场分布的影响。 探针天线的极化需要与被测天线的待测极化相匹配，或能够通过数学变换进行解耦。 第三章：近场测量系统与流程 一个典型的近场测量系统由以下几个关键部分组成： 被测天线（Antenna Under Test, AUT）： 待进行测量的天线。 探针天线（Probe Antenna）： 用于探测被测天线近场区域电磁场的已知天线。 扫描系统（Scanning System）： 精确控制探针天线在预定轨迹上移动的机械装置，通常包括直线导轨、旋转台等，并配备高精度编码器。 信号源与接收机（Signal Source and Receiver）： 提供激励信号给被测天线，并接收探针天线感应到的信号。通常需要高稳定性、低噪声的信号源和具有高动态范围、高精度相位测量能力的接收机（如矢量网络分析仪 VNA）。 数据采集与处理系统（Data Acquisition and Processing System）： 负责采集扫描过程中探针天线接收到的幅度与相位数据，并利用数学算法（如傅里叶变换、FFT、Hankel变换等）将近场数据转换成远场参数。 测量流程一般包括： 1. 系统校准： 对信号源、接收机、扫描系统以及探针天线进行精确校准，消除系统误差。 2. 探针补偿： 确定探针天线的辐射特性，并对其影响进行补偿，以获得更准确的近场数据。 3. 数据采集： 按照预定的扫描轨迹，采集不同位置的幅度与相位数据。 4. 近场到远场变换： 利用特定的数学算法，将采集到的近场数据转换成天线的远场方向图、增益等参数。 5. 结果分析与评估： 对转换后的远场数据进行分析，评估天线性能，并与设计指标进行对比。 第四章：近场测量中的关键技术与挑战 高精度定位与扫描： 探针天线的定位精度直接影响测量的准确性。微小的定位误差在近场区域会被放大，导致远场结果的偏差。 幅度与相位测量精度： 近场测量对相位测量尤为敏感。微小的相位误差可能导致远场方向图的形状发生显著变化。 探针天线的杂散辐射与耦合： 探针天线本身的辐射可能会干扰被测天线的近场区域，而探针与被测天线之间也可能存在电磁耦合，需要进行有效的补偿。 数据处理算法的选取与优化： 不同的近场测量技术需要不同的数学变换算法，算法的效率和精度直接影响测量结果。 环境因素的影响： 温度、湿度、气压以及周围的电磁环境都可能对测量结果产生影响，需要采取相应的控制措施。 被测天线架设与支撑： 被测天线的架设方式需要尽量减小对近场区域电磁场的影响，例如使用低介电常数、低损耗的支撑材料。 第五章：近场测量在不同领域的应用 通信天线： 优化手机、基站、卫星通信天线等的设计，提高通信质量和覆盖范围。 雷达系统： 精确测量雷达天线的波束宽度、旁瓣电平等参数，提升雷达的探测精度和抗干扰能力。 射电天文学： 评估射电望远镜的性能，确保其能够捕捉到微弱的天文信号。 导航与定位： 确保GPS、北斗等导航系统天线的可靠性和精度。 电磁兼容（EMC）测试： 评估电子设备的天线辐射是否符合EMC标准，防止电磁干扰。 射频识别（RFID）系统： 优化RFID读写器和标签天线的性能，提高识别距离和准确性。 第六章：近场测量注意事项与最佳实践 明确测量目的： 在开始测量前，应明确需要测量哪些参数，并根据测量目的选择合适的测量技术和系统。 周密的实验设计： 合理规划扫描区域、扫描密度、探针类型和方向，以及校准步骤。 精确的系统校准与维护： 定期对测量设备进行校准和维护，确保其性能稳定。 充分的探针补偿： 准确建模探针天线的场分布，并对其影响进行有效的补偿。 关注相位测量精度： 采用高精度、低噪声的相位测量设备，并采取措施减小相位误差。 优化数据处理算法： 根据测量数据特点，选择或开发高效、精确的近场到远场变换算法。 控制环境因素： 在温湿度稳定的环境中进行测量，并尽量屏蔽外部电磁干扰。 对结果进行验证： 必要时，可以通过远场测量或其他方式对近场测量结果进行验证。 理解测量局限性： 认识到任何测量方法都存在一定的局限性，并对其结果进行合理的解读。 结论 天线近场测量作为一种强大的天线性能评估技术，在现代无线技术的发展中扮演着不可或缺的角色。通过深入理解其基本原理，掌握先进的测量技术，并遵循最佳实践，我们可以更精确地评估和优化天线性能，从而推动无线通信、雷达、射电科学等领域的持续进步。本文希望能够为读者提供一个全面而深入的视角，激发更多对天线近场测量技术的探索与实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容之详尽，简直超出了我的预期。我之前在工作中曾遇到过一个复杂的天线系统集成项目，其中涉及多种不同类型的天线，需要在紧凑的空间内进行近场参数评估。当时我们走了不少弯路，因为缺乏一个统一、规范的测量实施标准。《IEEE天线近场测量推荐实施标准》的出现，恰好解决了这个难题。它不仅仅是针对单一类型的近场测量，而是全面涵盖了平面、柱面、球面等多种测量构型，并且针对每种构型都给出了详细的实施建议，包括场地要求、探头选择、扫描参数设置、数据采集频率等。最让我印象深刻的是，书中还探讨了如何处理复杂目标物体的近场测量，例如大型天线阵列或者包含非理想材料的结构。它提供了相关的数值模拟与实际测量相结合的方法，以及如何进行有效的数据融合，以获得更全面、更准确的天线性能评估。读完这本书，我感觉自己对于如何在一个复杂的工程项目中，高效、准确地完成近场测量有了全新的认识和信心。

评分☆☆☆☆☆

对于从事射频工程领域多年的我来说，精准高效的天线测量是工作的重中之重。《IEEE天线近场测量推荐实施标准》这本书，简直是为我们量身打造的指南。它没有浮夸的理论，而是直击核心，将近场测量的“痛点”一一击破。书中关于“测量误差分析与补偿”的章节，对我来说尤其有价值。它详细阐述了各种可能影响测量精度的因素，包括设备本身的固有误差、环境干扰、探头特性以及数据处理过程中的近似等，并提供了相应的量化分析方法和补偿策略。我曾遇到的一个问题是，不同批次生产的天线，在近场测量时出现了微小的方向图差异，却难以精确归因。这本书提供的误差分析框架，帮助我系统地梳理了可能的原因，并找到了更有效的校准方法来减小这些差异。此外，书中关于“测量不确定度评估”的部分，也为我撰写详细的测量报告提供了科学的依据，能够更具说服力地呈现我的测量结果。总而言之，这本书不仅仅是技术指导，更是提升测量能力、确保项目质量的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的天线工程师，我一直在寻找一本能够真正指导实际操作的标准。市面上关于天线测量的书籍不少，但大多数都停留在理论讲解，对于如何在实际环境中执行精确测量，却很少有详细的指导。《IEEE天线近场测量推荐实施标准》这本书，可以说填补了这一空白。它不仅仅是一本理论读物，更像是一本实践手册，将复杂的近场测量流程拆解成易于理解的步骤。书中对不同测量技术（如平面、柱面、球面近场）的适用条件、优缺点以及详细的实施要点进行了深入阐述。我特别欣赏它在“设备准备与校准”部分提供的细致指导，这对于保证测量结果的准确性至关重要。书中对各种探头、定位系统、数据采集器的选择和配置都有详细的建议，并且强调了校准的重要性，给出了多种校准方法和注意事项。此外，关于“测量数据处理与分析”的章节，也为工程师提供了系统性的解决方案，如何从海量的测量数据中提取出关键的天线参数，如方向图、增益、极化等，并提供了数据后处理的常用算法和技巧，这对于快速完成测量报告非常有帮助。这本书的实用性极强，能够帮助工程师有效地解决实际测量中遇到的各种问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！我一直对天线技术感兴趣，尤其是在实际应用中，但往往很多理论书籍在动手实践方面显得有些空泛。这本书却完全不同，它深入浅出地讲解了天线近场测量的每一个细节，从基础原理到具体的实施步骤，都梳理得井井有条。最让我印象深刻的是，它不仅仅停留在理论层面，而是提供了大量实际操作的指导和建议。比如，在设备的选择和校准方面，书中给出了非常详尽的列表和图示，让我能够清晰地了解不同设备的功能和适用场景。而且，它还详细介绍了各种测量环境的优缺点，以及如何在实际操作中克服环境干扰。我尤其喜欢书中关于数据分析和报告撰写的章节，这部分内容对于将测量结果转化为有用的信息至关重要。书中提供了多种数据处理方法，并配以实际案例，让我能够更好地理解如何从原始数据中提取关键参数，并以专业的方式呈现出来。读完这本书，我感觉自己在天线近场测量方面不再是门外汉，而是有了一套完整的知识体系和实践方法论。这对于我未来进行天线设计和测试工作，无疑是巨大的助力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对无线通信领域抱有浓厚兴趣的学生，在学习过程中，对天线近场测量这个概念一直感到有些模糊。直到我接触到《IEEE天线近场测量推荐实施标准》，才真正打开了我的视野。这本书以非常严谨的态度，系统地介绍了近场测量的基本原理、理论基础以及在不同应用场景下的具体实施方法。书中详细解释了近场测量与远场测量的区别，以及为什么在某些情况下需要采用近场测量技术。它还深入剖析了平面、柱面和球面近场测量方法的优缺点，并为读者提供了如何根据具体需求选择最合适测量方法的指导。我尤其喜欢书中关于“测量系统的建立与配置”部分的讲解，它循序渐进地引导读者了解如何搭建一个完整的近场测量系统，包括探头、转台、数据采集设备以及控制软件等。书中提供了大量的示意图和流程图，让我能够清晰地理解各个组件的功能和相互配合关系。此外，书中还对测量误差的来源和控制方法进行了详尽的分析，这对于提高测量精度至关重要。读完这本书，我对天线近场测量有了更深刻的理解，为我未来深入研究天线技术奠定了坚实的基础。