[发明专利]一种短波发射天线辐射效率自动监测方法及监测系统

权利要求书

1.一种短波发射天线辐射效率监测方法，其特征在于，通过远场区场强测量单元得到远场区场点电场强度幅值，实现对天线辐射场点功率面密度的抽样，由该样本值依据天线辐射场仿真得到的方向系数估计天线的辐射功率，通过近场区功率测量单元测量前向功率得到天线的输入功率，再计算辐射功率与输入功率的比值得到辐射效率。

2.根据权利要求1所述的短波发射天线辐射效率监测方法，其特征在于，所述天线辐射场仿真包括平面分层介质结构域变换法和RWG矩量法的近地架设短波天线辐射场的仿真，通过短波天线辐射场的仿真，得到其辐射功率的空间相对分布。

3.根据权利要求1所述的短波发射天线辐射效率监测方法，其特征在于，所述通过远场区场强测量单元得到远场区场点电场强度幅值具体为，利用环天线场强测量系统进行短波天线辐射场的室外远场场强测量，实现场点功率面密度的抽样。

4.根据权利要求1至3任一项所述的短波发射天线辐射效率监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

首先，获取测试参数，所述测试参数包括天线架设地面的电参数包括介电常数和电导率、测量天线所在场点相对于被测天线的方位，以及被测天线的物理参数包括天线形式、振子尺寸和架高；建立近地架设短波天线辐射场仿真模型和天线的带状结构模型，计算待测天线归一化场强方向图和在测试点处的方向系数；

其次，校准环天线场强测量系统，进行单场点分时场强幅值测量，同时通过近场区功率测量单元测量天线前向功率，并将场强幅值和前向功率测量结果送至上位机；

然后，通过实测场强幅值计算场点电磁功率面密度，依据仿真得到的方向系数估计天线辐射功率，天线辐射效率由辐射功率与输入功率的比值计算，即可完成短波发射天线辐射效率的监测和评估。

5.如权利要求1或2所述的短波发射天线辐射效率监测方法，其特征在于，所述天线的辐射效率为：

其中，为方向系数，为远场区场点场强，方向系数由天线辐射场的仿真得到，场强由环天线场强测量系统进行测量，输入功率P_in由定向耦合器或功率计测量前向功率得到。

6.一种实现如权利要求1至5任一项所述短波发射天线辐射效率监测方法的监测系统，其特征在于，所述监测系统由近场区功率测量单元与远场区场强测量单元两部分组成，近场区功率测量单元包括：功率测量模块、ARM控制模块与近场区网络接口模块；远场区场强测量单元包括：接收环天线、场强测量模块、数据处理模块、主控模块、LCD显示屏、键盘接口以及远场区网络接口模块，其中：

所述近场区功率测量单元安装在待测天线与短波发射机之间，短波发射机工作时，将射频信号通过射频线缆传送到待测天线，由待测天线辐射出去，ARM控制模块控制功率测量模块通过射频耦合传感器对传输到待测天线上的射频输入功率进行实时监测，并将采集到的功率数据通过近场区网络接口模块传送给远场区场强测量单元中的数据处理模块；

所述远场区场强测量单元的接收环天线接收到射频信号后通过射频线缆传送至场强测量模块，在主控单元的自动控制下场强测量模块对短波天线场内的场强进行测量，实现对天线辐射场点功率面密度的抽样并将监测数据通过数据线缆送至数据处理模块上；主控单元还通过远场区网络接口实现对功率测量模块的实时自动控制，并完成键盘接口的操作响应和LCD监视屏的图像显示；数据处理模块对送来的数据进行辨别、归纳、分类、转换和计算相关分析处理，并依据方向系数估算出天线的辐射功率。