Добрый день!
Вопрос, наверное, знатокам антенн, но устроит ответ и других знатоков RF+Microwave:)
Я прочитал на днях, что если измерить поле, создаваемое излучателем в ближней зоне, то по этим данным можно восстановить диаграмму направленности (и поле излучения в дальней зоне). Вроде это называется преобразование из ближней зоны в дальнюю. Это действительно так? А какие методы используют для этого?
Сдается мне, что это можно использовать для уменьшения времени счета в различных СВЧ-САПР?
Не ругайтесь, если глупости спрашиваю)

Огромное колличество степеней свободы,присутствующих в реальном мире,учесть одновременно почти невозможно.Любой
свч-сапр использует упрощённые модели,однако степень упрощения разная (часто зависит не от САПРа,а от того ,кто этот САПР озадачивает).Но при некотором б/м -оптимальном упрощении
время счёта становится б/м-приемлемым.Реальные измерения поля
в ближней зоне проводились сотни тысяч раз теоретиками физики
поля в правильных электромагнитных условиях и уже учтены
авторами CAD-ов и CAE.Поэтому не заморачивайтесь подобными
вопросами.Для тех,у кого имеется должный уровень понимания
физики поля,я могу порекомендовать ТЩАТЕЛЬНЕЕ ИЗУЧАТЬ
МАТЧАСТЬ! -Уже имеющихся САПРов предостаточно и возможности
их достаточны для практического применения в 99% случаев.Если
Вы попадаете в оставшийся 1%,то вероятно Вам уже необходимо
самому быть физиком-теоретиком,да-бы дополнить ответами этот 1%.

если вы не слишком близко находитесь к антенне, то поле ее излучения можно приблизительно представить в виде асимптотического ряда по обратным степеням R.

теоретически, измеряя амлитуду и фазу на сферах вокруг антенны с разными радиусами, можно вычислить члены этого ряда. Диаграмма направленности - ессно член при 1/R.

Одиночный излучатель излучает сферическую волну в ближнем поле .Поэтому измерив АФР при
линейном перемещении измерительного зонда и пересчитав в дальнюю зону, получите большие
ошибки. Измерять в ближней зоне можно только решетку излучателей (больше трех ).

... точные измерение поля в ближней зоне -- кропотливая задача. Для того чтобы построить диаграмму направленности антенны в даьней зоне необходимо измерять не только амплитуду поля, но и фазу. При измерениях необходимо соблюдать (или учитывать математикой) равноудаленность всех точек, в которых проводились измерения, от фазового центра антенны.
В первом приближении ... по полученному амплитудному и фазовому распределению поля ( напрмер в раскрыве параболоида) методом линейной эквивалентной антенны расчитывается ДН.

Если речь идет о технике измерения, то это один из современных методов измерения ДН. НО Самый современный (как я считаю) - использование ультракоротких импульсов (несколько пико-фемпто- секунд ) и селекции отраженией методом временных окон в сочетании с ампли-фазометрическим методом.

Все вышеизложенные рекомендации разных авторов представляют
интерес лиш при наличии Э/М условий,стремящихся к идеальным.
Если автора темы интересует постановка лаб.эксперимента,то могу
согласится с их предложениями (напр. для диплома...).Для прочих
случаев есть спец.проги (кажется деже бесплатные),которые
позволяют обсчитать такую задачу с приемлемой практической
точностью.

если речь идет о безэховой камере, то замечу, при измерении ДН моноимпусным методом камера не нужна.

А поделитесь алгоритмом восстановления, плз. Очень нужно.

Если известно распределение поля на плоскости, то поле в дальней зоне это просто двумерное преобразование Фурье от него. Это, фактически, разложение по плоским волнам. Т.е. exp(-alfa*n-betta*m) в преобразовании Фурье это плоская волна в соответствующем направлении.



Это будет, скорее всего, излишнее мудорствование... Пользуйтесь стандартными методами, не забывая ставить правильно граничные условия

На сколько я знаю, то, например, в методе моментов ищется распределение поля в антенне, и уже исходя из этого рассчитываются параметры диаграммы направленности. Поле в ближней зоне тоже может быть найдено, если известны токи. Так что в методе моментов поле ближней зоны скорее всего вторично. А вот в методе FDTD рассчет поля в ближней зоне скорее всего производится первично, а токи на метеллической поверхности завязаны на магнитное поле ближней зоны.

П.С. to Юрий2Б Не дадите ли несколько ссылок на литературу по моноимпульсному измерению диаграммы направленности. До сих пор измерения проводились в безэховой камере или на полигоне.

Для Demonis ...

1. Е.К. Miller. Time-domain measurements in electromagnetics. New-York, Van Nostrand Comp., 1986.
2. H.L. Bertoni, L.Carin, L.B. Felsen, Ultra-wideband, shot pulses electronics, New-York, Plenum Press., 1993.
3. J.D. Young, D. E. Svoboda, W.D. Burnside. A comparetion of time- and frequency-domain measurement techniques in antenna theory // // IEEE Transaction on Antennas and propagation, AP-32, 4, April 1973. p. 581-583.
4. T. B. Hansen, “Formulation of Planar Near-Field Scianning for Time-Domain Electroma.gnetic Fields,” Report for ESTEC, October 1994.
5. T. B. Hansen, A. D. Yaghjian, Planar Near-Field Scanning in the Time Domain, Part 2: Sampling Theorems and Computation Schemes // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, AP- 42, 9, September 1994.
6. J.Rahman, T.K. Sarkar, Deconvolution and Total least Squares in Finding the Impulse Response of an Electromagnetic System from Measured Data // IEEE Transaction on Antennas and propagation, AP-43, 4, April 1985, pp. 416-421.
7. W.L.Gans, The measurement and Deconvolution of time Jitter in Equivalent-Time Waveform Sampelrs, //IEEE Transactions on Instrumentation and Measurment, IM-32, 1, March 1983, pp 126-133

Только в эксеприемнте проснять распределение поля на плоскости не намного проще, чем снять ДН. Существует же какой-то метод по измерениям в некоторых дискретных точках восстановить полную ДН?

Подскажите, плз, хотя бы ссылки на литературу

Так измерения в дальней или ближней зоне делают не потому что где-то проще, а исходя из самой антены и доступности полигона, безэховой камеры или сканера ближнего поля

Если априори неизвестна ДН, то восстановить целое по части совершенно невозможно.

Ошибаетесь, друг мой, именно так и делают на практике: измеряют поле в дискретных точках и затем восстанавливают ДН.
Все серьезные измерения проводятся именно так в безэховой камере. Забудьте про широкое русское поле и две одиноко стоящие в нем антенны. Про такое теперь только можно прочитать в старых советских книжках.

Мы живем в компьютерном мире: здесь всё дискретно.

и точность выставления угла зависит от триноги... на которой антенна выставлено

Не, ну это понятно. Я же понял уважаемый Unforgiven говорил о нескольких точках. Для меня это значит до 5.

Неверно. Во первых метод моментов это один из подходов по решению интегральных уравнений. Математики называют его методом взвешенных невязок. Во вторых задача решается относительно токов или зарядов.



И исходя из найденных токов и геометрии объекта расчитывается поле в дальней зоне.



Верно. Интересно как на основе ошибочных предположений получаем верные выводы

Описка вышла. Конечно же в методе моментов ищутся токи в антенне. В голове все правильно (а руки что-то свое анписали ), потому и выводы верные