近场测试中远场方向图在三种坐标系中的变换
近远场变换
第六章 参数提取与近远场变换
6.2 天线阻抗参数提取
时域有限差分（FDTD）法是一种有效的数值方法，在 天线特性分析中也获得了比较广泛的应用。输入阻抗是天 线分析与设计的一个重要参数，传统的FDTD法求解线天 线的输入阻抗时，采用 Z in Vin I in 这一定义。模拟时，采用 如图6.2-1(a)所示的 电压源激励。以下称这种方法为传 统FDTD法。这种方法有很大的误差，即使将网格取得很 小，改变吸收边界条件，效果都不明显。另一方面，由于 变分公式具有驻定性，本节先用FDTD模拟线天线，求出 其上的电流分布，再代入输入阻抗的变分公式，求解出输 入阻抗。这种方法比直接用FDTD提取天线输入阻抗的V/I 方法有更高的精度。 另外，本节还将给出多天线系统互 阻抗的FDTD计算方法。
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点在天线上的相对位置
Relative position along the antenna
图6.2-3 电流插值及修正
图6.2-4 半波阵子上的电 流分布
第六章 参数提取与近远场变换
采用变分FDTD求得的输入阻抗为 Z
6.1 微波电路S参数提取
散射参数是描述微波毫米波电路特性时比较常用的 一个参数。对于一个 N 端口网络来说， S 参数可以表示 成为N N的矩阵，S矩阵中每一个元素可以用下式计算：
第六章 参数提取与近远场变换
S m ,n F (Vm (t )) Z 0n F (Vn (t )) Z 0m
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0.2
提高室内远场方向图测试精度的几种方法
提高室内远场方向图测试精度的几种方法摘要：在利用室内远场测量天线方向图时，由于测试系统本身的限制，方向图测试结果的精度会受到多方面的影响，本文通过对方向图测试原理及误差分析，找到了提高天线方向图测试精度的几种方法，并通过实验对其进行了验证。
关键词：室内远场，天线，方向图；0.引言室内远场设计了包括金属结构和高性能的吸波材料结构，相较于室外远场具有全天候、保密等特性，不仅对于比较昂贵的待测产品能起到保护作用，而且还可以有效避免外界电磁干扰，获得稳定的信号电平。
精确的幅度和相位测试是精准获取天线参数的基础。
天线方向图定义为在无限远处辐射场随辐射方向的变化。
天线方向图是反映天线辐射特性的一个最重要的初始参量。
天线的其它参量，如增益、主瓣宽度、副瓣电平、差斜率、零深和瞄准误差等技术指标，均可由方向图确定。
由于各自硬件条件的限制、经费预算的限制、以及对测试效率的期望，导致每一种测试方法所对应的实际系统会引入各自固有的测试误差，从而限制了辐射参数测试的准确性。
1.室内远场方向图的测试原理室内远场测试一般是以矢量网络分析仪为核心，辅以控制和操作单元组成，通过更换不同频段的参考/测试混频组件和相应的连接电缆、转换器，完成不同频段的各种天线、各种参数的测量，分为微波暗室、测试转台子系统、发射极化转台子系统、射频链路子系统与计算机软件控制软件子系统。
根据互易原理可知，无源天线作为放射天线或者接收天线时测量得到的天线辐射参数是相同的，由发射天线发射信号，被测天线收到后，将幅度和相位传送到接收机。
远场测量时，保持发射天线不动，待测天线架设在距离发射天线大于2D^2/λ(远场测量的典型距离)距离的多维转台上，转台转动带动待测天线空间姿态的改变，根据接收机在不同方位角度接收到的功率电平，即可描绘出方向图曲线。
天线方向图是表征天线辐射特性与空间角度关系的图形，用来表征天线向一定方向辐射电磁波的能力。
在通常情况下，方向图在远区进行测定并且表示为空间方向坐标的函数，取坐标系如下图：图1 方向图坐标系天线位于坐标原点。
近远场变换中探头方向图的改进与比较
近远场变换中探头方向图的改进与比较陈玉林;杨涛;黄文涛【摘要】In order to improve the sidelobe precision in PNF,two new H-plane probe patterns were used in the near-to-far field transformation.The results were analyzed and compared with other two traditional H-plane probe patterns.An array antenna was measured in anechoic chamber.Two traditional methods which are Stratton-chu integral and the E-field integration method and two new methods which are the fringe current and the fringe current approaching method were used in the near-to-far field transformation.The results indicate that the sidelobe precision achieved by the two new methods is close to the international advanced level and is much higher than present level at home.Also,the method is proved to be practical.%基于进一步提高国内平面近场测量中的副瓣精度，将两种新的探头 H面方向图应用到近远场变换中，并与国内目前搭建近场测试系统所使用的两种探头方向图进行结果分析与比较。
各种近远场天线测量系统比较
按照天线场区的划分，天线测量系统可分为远场测量系统和近场测量系统。
1.远场测量系统远场测量系统按使用环境可分为室外远场测量系统和室内远场测量系统。
室外远场需要较长的测量距离，通常用天线高架法来尽量减小地面反射，其他架设方法还有地面反射法和斜距法。
室外远场测量需要在合适的外部环境和天气下进行，同时，室外远场对安全和电磁环境有较高要求。
室内远场在微波暗室中进行，暗室四周和上下铺设吸波材料来减小电磁反射。
如果暗室条件满足远场测量条件，可选择传统远场测量法，如果测量距离不够远场条件，可以选择紧缩场，通过反射天线在被测天线处形成平面电磁波。
2.近场测量系统近场测量在天线辐射近场区域实施。
在三至五个波长的辐射近场区，感应场能量已完全消退。
采集这一区域被测天线辐射的幅度和相位数据信息，通过严格的数学计算就可以推出被测天线测远场方向图。
按照扫描方式的不同，常用的近场测量系统可以分为平面近场系统、柱面近场系统和球面近场系统。
（1）近场测量系统平面近场测量系统在辐射近场区的平面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于增益>15dBi的定向天线、阵列天线等，最大测量角度<± 70 º。
（2）柱面测量系统柱面近场测量系统在辐射近场区的柱面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于扇形波束和宽波瓣的天线。
（3）球面测量系统球面近场测量系统在辐射近场区的球面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于低增益的宽波瓣或全向天线。
3.如何选择天线测量系统，需要考虑到的几个重要的特性和指标：1.天线应用领域；2.远场角度范围：远场波瓣图坐标系、各种天线性能参数定义、副瓣和后瓣特性；3.电尺寸：根据电尺寸和计算出远场距离；4.方向性指标：宽波瓣或窄波瓣；5.工作频率和带宽：工作频率设计到吸波材料尺寸和暗室工程设计及造价；6.环境和安全性要求：天气、地表环境等因素；7.其他因素：转台或铰链、通道切换开关等。
基于阵列天线测试的远场条件分析
基于阵列天线测试的远场条件分析季一钧;邹慧;朱玉权【摘要】分析了阵列天线远场通道校准测试中,远场条件选择与通道幅相数据误差之间的关系,给出了幅相误差计算公式,对相控阵列电扫方向图随远场条件变化情况进行了说明,并讨论了子阵工作模式下的子阵方向图以及指向差畸变情况.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】4页(P100-103)【关键词】电扫阵列;通道校准;子阵方向图;远场条件【作者】季一钧;邹慧;朱玉权【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】TN821.80 引言随着电子技术的飞速发展，现代电子战设备以及战术体系逐渐趋于高集成度、数字化形式。
阵列天线作为一种电扫描天线(ESA)，相比于传统的机械扫描天线，可灵活改变各通道单元的幅度、相位来实现波束赋形，具有扫描速度快、目标数据率高、多目标跟踪能力强等优点，满足了现代电子战通用性、一体化、综合化的设计理念[1-2]。
阵列天线的多通道、数字化等特点在提供设计便利性的同时，也对其测试方法以及使用条件提出了更严格的限定。
内场测试环境往往会受到场地以及设施的影响，不可避免地带来测量误差。
本文通过对比阵列单元数、口径大小以及测试距离之间的关系，分析了远场条件的选取对通道测试中单元采样数据的幅相影响情况以及方向图的增益、副瓣、主波束指向的影响情况。
1 远场条件分析及对单元通道数据的影响阵列天线的核心为前端收发(TR)组件，全数字阵列天线的每个通道都对应一个TR 组件。
为确保每个通道的一致性，避免由于通道的幅相差异导致方向图的畸变，首先要对阵列的各个通道进行校准。
目前，主流的通道校准方式包括近场校准测试、远场校准测试。
对于近场校准测试，则需要1套完整的近场测试系统，主要是通过使用测试探头在距离天线单元3～5个波长距离上对通道进行幅相采集，并将数据制作成校准表，当阵列工作时可下发给波束控制系统，从而抵消通道误差。
机器视觉测量中的各坐标系及其转换关系
问： 请阐述机器视觉测量中的各坐标系及其转换关系.答：1）图像坐标系(Pixel coordinate system)摄像机采集的数字图像在计算机内可以存储为数组，数组中的每一个元素(象素，pixel)的值即是图像点的亮度(灰度)。
如图4.1所示，在图像上定义直角坐标系u-v ，每一象素的坐标(u,v)分别是该象素在数组中的列数和行数。
故(u,v)是以象素为单位的图像坐标系坐标。
2）成像平面坐标系(Retinal coordinate system) 由于图像坐标系只表示象素位于数字图像的列数和行数，并没有用物理单位表示出该象素在图像中的物理位置，因而需要再建立以物理单位(例如厘米)表示的成像平面坐标系x-y ，如图4.1所示。
我们用(x,y)表示以物理单位度量的成像平面坐标系的坐标。
在x-y 坐标系中，原点1O 定义在摄像机光轴和图像平面的交点处，称为图像的主点(principal point)，该点一般位于图像中心处，但由于摄像机制作的原因，可能会有些偏离，1O 在坐标系下的坐标为(u0,v0)，每个象素在x 轴和y 轴方向上的物理尺寸为dx 、dy ，两个坐标系的关系如下：其中s'表示因摄像机成像平面坐标轴相互不正交引出的倾斜因子(skew factor)。
3）摄像机坐标系(Camera coordinate system)摄像机成像几何关系可由图4.2表示，其中O 点称为摄像机光心，c X 轴和C Y 轴与成像平面坐标系的x 轴和y 轴平行，C Z 轴为摄像机的光轴，和图像平面垂直。
光轴与图像平面的交点为图像主点O'，由点O 与,,C C C X Y Z 轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系。
OO'为摄像机焦距。
4）世界坐标系(World coordinate system)在环境中还选择一个参考坐标系来描述摄像机和物体的位置，该坐标系称为世界坐标系。
摄像机坐标系和世界坐标系之间的关系可用旋转矩阵R 与平移向量t 来描述。
方向图测量
Ε=
U l eL
环天线的有效长度
l eL ≈
2πSN
匝数
l eL ≈ 2.096 × 10 −8 fSN
λ
环面积
直接代替法误差
•调谐环天线上的感应电压具有分布特性，而校准电压是在 环的中心或某一端馈入的集中电压，因此，必然存在测量 误差。 •此误差是由环天线分布电容所产生，它是待测场频率与环 天线自然谐振频率之比的函数。若校准电压在环的中心馈 入时，误差修正因子可以用下式近似计算
标准天线法 标准场法
• 由标准天线的尺寸、型式 及测得的电压来计算场强 振幅值 • 由待测场强在天线中感应 的电压与标准场强在天线 中感应的电压相比较而求 得场强振幅值
标准天线法
标准天线法是用感应电压易于计算的一些天线型式作标准天线。
待测场强E与其在标准天线中所感应的电压U之间有如下关系：
U Ε= le
源天线方向图之有用部份应尽可能均匀（即弱方向性或全方向性天线） 较低频率
水平极化天线
垂直极化天线
空中测试法
较高频率
现场测试方向图都十分麻烦且精度较差。除非特殊情况，一 般以采用测试场测量 测试场测量为好。 测试场测量
测试场测量
•辅助天线固定不动，待测天线绕自身的通过相位中心的轴旋转。 •通常，辅助天线作发射，待测天线作接收，待测天线装在特制的 有角标指示的转台上。 •测试水平方向图时，可让待测天线在水平面内旋转，记下不同方 位角时相应的场强响应，在适当的坐标纸上绘出方向图曲线。 •测试垂直面方向图时，可以将待测天线绕水平轴转动90°后，仍 按测水平面方向图的办法得到；也可以直接在垂直面内旋转待测 天线，测取不同仰角时的场强响应而得到。 •场强响应的读取方法有两种： •一种是由接收机检波输出指示器直接读取， •另一种是改变接收机衰减器的衰减量，使检波器输出指示器 读数保持不变，由衰减量的衰减量差值来读取。
遥感原理与应用-模拟题答案 2022年地质大学考试
《遥感原理与应用》模拟题一,单项选择题1.几何校正控制点数目的确定,对于n次多项式,控制点的最少数目为A.(n+1)(n+2)B.(n+1)(n+2)/2C.(n+2)(n+3)D.(n+2)(n+3)/2[参考的参考的答案为为]:B2.SPOT卫星获取邻轨立体影像时,HRV中的平面镜最大可侧旋多少?A.10°B.16°C.27°D.35°[参考的参考的答案为为]:C3.图像灰度量化用6比特编码时,量化等级为A.32个B.64个C.128个D.256个[参考的参考的答案为为]:B4.元直径d和辐射波长λ符合A.d<<λ时B.d=λ时C.d=1.5×λ时D.d≥2×λ时[参考的参考的答案为为]:A5.NDVI=(Ch2-Ch1)/(Ch2+Ch1)指的是A.比值植被指数B.差值植被指数C.差比值植被指数D.归一化差值植被指数[参考的参考的答案为为]:D6.绝对黑体的反射率A.等于1B.等于0C.大于0D.等于0.5[参考的参考的答案为为]:B7.把电磁波按其在真空中传播的波长或频率以递增或递减的顺序排列所得是A.电磁辐射B.电磁场C.电磁传播D.电磁波谱[参考的参考的答案为为]:D8.真正对太阳辐射影响最大的是A.对流层和平流层B.平流层和电流层C.电离层和外大气层D.对流层和电离层[参考的参考的答案为为]:A9.以下哪种传感器属于主动式传感器A.航空摄影机B.多光谱扫描仪C.微波辐射计D.微波高度计[参考的参考的答案为为]:D10.探测植被分布,适合的摄影方式为A.近紫外外摄影B.可见光摄影C.近红外摄影D.多光谱摄影[参考的参考的答案为为]:C11.以下哪个波段既有地物自身热辐射,又有地物反射太阳辐射A.0.38----0.76umB.0.76----2.5umC.2.5---6umD.大于6um[参考的参考的答案为为]:C12.下面关于遥感卫星的说法正确的是A.1999年美国发射IKNOS,空间分辨率提高到1米B.加拿大发射RADARSAT卫星是世界上第一个携带SAR的遥感卫星C.1986年法国发射SPOT-1,它的各波段图像的分辨率是10米D.1999年10月14日中国成功发射资源卫星1号,它是我国独立研发的陆地资源卫星[参考的参考的答案为为]:D13.多项式纠正用二次项时必须有A.3个控制点B.4个控制点C.5个控制点D.6个控制点[参考的参考的答案为为]:D14.下列属于气象卫星系列的是A.NOB.SPOTC.BERSD.QuickBird[参考的参考的答案为为]:A15.航空像片属于哪种投影A.垂直投影B.中心投影C.多中心投影D.UTM[参考的参考的答案为为]:B16.在遥感的分类中,下面哪种不属于按照遥感的工作平台分类A.地面遥感B.航空遥感C.主动遥感D.航天遥感[参考的参考的答案为为]:C17.大气对遥感图像对比度的影响是A.对比度减少B.对比度增加C.没有影响D.不确定[参考的参考的答案为为]:A18.到达地面的太阳辐射与地面目标相互作用后能量可分为三部分,不包括下面哪种辐射A.反射B.吸收C.透射D.发射[参考的参考的答案为为]:D19.裸露黑褐土的表面比较接近于A.黑体B.朗伯源C.选择性辐射体D.灰体[参考的参考的答案为为]:D20.下面哪种反射的反射波有确定方向,满足反射定律反射光线与入射光线,法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角A.镜面反射B.漫反射C.混合反射D.异向反射[参考的参考的答案为为]:A21.对于SPOT产品,没作任何改正的图像,被称作A.0级产品B.1A级产品C.2A级产品D.3A级产品[参考的参考的答案为为]:A22.摄影机主光轴偏离垂线大于多少度,取得的像片称倾斜像片A.1度B.3度C.5度D.7度[参考的参考的答案为为]:B23.TM专题制图仪有A.4个波段B.6个波段C.7个波段D.9个波段[参考的参考的答案为为]:C24.在标准假彩色图像上,植被显示A.白色B.红色C.绿色D.蓝色[参考的参考的答案为为]:B25.大气对太阳辐射的影响是多方面的,下列哪种影响并不改变太阳辐射的强度A.大气对太阳辐射的散射B.大气对太阳辐射的吸收C.大气对太阳辐射的折射D.云层对太阳辐射的反射[参考的参考的答案为为]:C26.卫星轨道面与太阳光之间的夹角始终保持一致的卫星,属于什么类型的卫星A.地球同步卫星B.月亮同步卫星C.太阳同步卫星D.太阳异步卫星[参考的参考的答案为为]:C27.静止卫星一般是在以下哪层中进行遥感活动A.对流层B.平流层C.电离层D.外层大气[参考的参考的答案为为]:D28.下列方法中,不属于常用的大气校正方法的是A.辐射传输模型法B.回归分析法C.直方图校正法D.线性校正法[参考的参考的答案为为]:D29.三基色指下面哪种色彩组合?此三色按照不同的比例合成可产生任一颜色,任何一种基色都不能由其它两种颜色合成A.红,绿,蓝B.红,黄,蓝C.红,蓝,紫D.绿,蓝,紫[参考的参考的答案为为]:A30.大气窗口不包括A.可见光B.X射线C.部分近红外D.微波[参考的参考的答案为为]:B二,判断题1.电磁辐射的本质是具有波粒二象性,所以波动性和粒子性在各个波段同时存在,表现一样明显.[参考的参考的答案为为]:F2.减色法合成颜色时,等量三原色合成的颜色是灰色,随着三原色浓度的增加,混合色的明度增大,逐渐变为白色.[参考的参考的答案为为]:F3.依据植物的反射波谱特性推测,在TM3影像上,长势越好的植物色调越深,长势越差的植物色调越浅.[参考的参考的答案为为]:T4.电磁辐射的本质是具有波粒二象性,在电磁辐射的短波部分,粒子性明显;在电磁辐射的长波部分,波动性明显.[参考的参考的答案为为]:T5.在倾斜航摄像片上,地平面上大小相同的物体,位于像主点一侧时一定小,位于像底点一侧时必然大.[参考的参考的答案为为]:T6.依据植物的反射波谱特性推测,在SPOT卫星HRV3影像上,长势越好的植物色调越深,长势越差的植物色调越浅.[参考的参考的答案为为]:F7.进行像对的立体观察时.观察者的眼基线应当与像对上对应像点的连线相垂直.[参考的参考的答案为为]:F8.世界上第一个地理信息系统产生于美国.[参考的参考的答案为为]:F9.热红外遥感不能在夜晚进行.[参考的参考的答案为为]:F10.辐射能量与波长成正比,即辐射的波长越长,其辐射能量越多.[参考的参考的答案为为]:F11.黑体辐射的总能量与其绝对温度的4次方成正比,峰值波长则与绝对温度成反比,随着温度的降低,最大辐射波长向长波方向移动.[参考的参考的答案为为]:T12.航空像片比例尺的特点是不固定,即不同部位和海拔髙度的地物比例尺不相等,因而地面上大小相同的地物,在航片上大小一定不同.[参考的参考的答案为为]:F13.根据黑体辐射定律,温度愈高电磁辐射能力愈强,在发射热红外影像上,亮色调的物体温度髙,暗色调的物体温度就低.[参考的参考的答案为为]:F14.由于物体对光具有确定的反射,吸收和透射能力,所以,物体的颜色是固定不变的.[参考的参考的答案为为]:F15.具有相同地物影像(区域),且比例尺大小相等的两张像片,就可以组成一个立体像对,用于立体观察.[参考的参考的答案为为]:F16.光机扫描用机械转动光学扫描部件来完成单元或多元列阵探测器目标的二维扫描.[参考的参考的答案为为]:T17.图像的空间分辨率是指像素所代表的地而范围的大小或地面物体能分辨的最小单元. [参考的参考的答案为为]:T18.GIS数据输入设备主要包括扫描仪,绘图仪,数字化仪和键盘等.[参考的参考的答案为为]:F19.在军亊遥感中,利用可见光波段可以识别绿色植物伪装.[参考的参考的答案为为]:F20.辐射纠正是消除辐射量失真的处理过程,大气纠正是消除大气影响的处理过程.[参考的参考的答案为为]:T21.虽然物体对光具有确定的反射,吸收和透射能力,但是,物体的颜色不是固定不变的,随着光源的颜色不同而变化.[参考的参考的答案为为]:T22.在水平航摄像片上,地平面上大小相同的物体位于高海拔时影像大,位于低海拔时影像小. [参考的参考的答案为为]:T23.扫描影像上像元对应的地面线度随扫描角的增大而逐渐变大.因此,地面上大小相同的物体在影像上位于中心轴线时大,位于两边时小.[参考的参考的答案为为]:T24.减色法合成颜色时,等量三原色合成的颜色是灰色,且随着原色浓度的增加,混合色的明度下降,逐渐变为黑色.[参考的参考的答案为为]:T25.雷达影像上的方位分辨率随着远离航线而逐渐降低.因此,地面上大小相同的物体,在影像上距离航线越近图像越大,越远离航线图像越小.[参考的参考的答案为为]:T26.因为微波波长比大气中粒子的直径大得多.其经过大气层时发生米氏敗射.因而微波具有"穿云透雾"的能力.[参考的参考的答案为为]:F27.山区河流的热红外像片在白天呈现浅白色调,夜晚呈现暗灰色调.[参考的参考的答案为为]:F28.新一代集成化的GIS,要求能够统一管理图形数据,属性数据,影像数据和数字高程模型数据.称为四库合一.[参考的参考的答案为为]:T29.微波辐射计是主动传感器,微波高度计是被动传感器.[参考的参考的答案为为]:F30.专题制图仪TM是NOAA气象卫星上携带的传感器.[参考的参考的答案为为]:F三,问答题1.什么是辐射温度?[参考的参考的答案为为]:如果实际物体的总辐射出射度(包括全部波长)与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等,则黑体的温度称为该物体的辐射温度.2.什么是遥感技术系统?[参考的参考的答案为为]:目标地物的电磁波,信息获取,信息接受,信息处理,信息应用.3.什么是维恩位移定律?[参考的参考的答案为为]:黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体的绝对温度成反比.黑体的温度越高,其曲线的峰顶就越往左移,即往短波方向移动.4.什么是空间分辨率与波谱分辨率?[参考的参考的答案为为]:前者指像元代表的地面范围的大小;后者是传感器在接收目标地物辐射的波谱时,能分辨的最小波长间隔.5.什么是图像融合?[参考的参考的答案为为]:指将多源信道所采集到的关于同一目标图像数据,经过图像处理和计算机技术等,最大限度的提取各自信道中的有利信息,最终综合成高质量的图像,以提高图像信息利用率,改善计算机解译精度和可靠性,提升原始图空间利用率和光谱利用率,利于监测.6.两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题?如何解决这些问题?[参考的参考的答案为为]:关键问题:(1)如何在几何上将多幅不同的图像连接起来;(2)如何保证拼接后的反差一致,色调相近,没有明显的连接.解决的基本方法:进行图像几何纠正后(1)再进行镶嵌边的搜索,(2)亮度和反差值的调整,(3)最后还要平滑边界线.7.什么是基尔霍夫辐射定律?[参考的参考的答案为为]:基尔霍夫在研究密闭的真空容器内,物体间只能通过辐射形式交换能量的实验中发现:在同一温度下,各个不同的物体在单位时间内从单位面积上辐(发)射出的能量W与吸收率之比值,对于任何地物都是一个常数.该比值与物体本身的性质无关,只等于该温度下同面积黑体辐射能量W.8.什么是辐射畸变与辐射校正?[参考的参考的答案为为]:图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异,但也受到其他严肃的影响而发生改变,这一改变的部分就是需要校正的部分,称为辐射畸变.通过简便的方法,去掉程辐射,使图像的质量得到改善,称为辐射校正.9.什么是瑞利散射?[参考的参考的答案为为]:是指当大气中的粒子直径比波长小得多的时候所发生的大气散射现象.10.什么是平滑与锐化?[参考的参考的答案为为]:平滑指图像中某些亮度变化过大的区域,或出现不该有的亮点时,采取的一种减小变化,使亮度平缓或去掉不必要的"燥声"点,有均值平滑和中值滤波两种.锐化是为了突出图像的边缘,线状目标或某些亮度变化大的部分.11.对可见光到近红外波段(0.4-2.5um),传感器从大气层外探测地面物体时,接收到哪些电磁波能量?[参考的参考的答案为为]:(1)在卫星上传感器入瞳孔处的光谱辐射亮度是大气层外太阳光谱辐射照度,大气及大气与地面相互作用的之和;(2)在辐射传输过程中,到达地面的总辐射能量主要是太阳直射辐照和天空散射辐照之和;(3)由于地表目标反射是各向异性的,从遥感器观测方向的地物目标反射出来的辐射能量,经大气散射和吸收后,进入遥感器市场中含有目标信息;(4)从太阳发射出的能量,有一部分未到地面之前就被大气散射和吸收,其中一部分散射能量也进入到遥感器视场.但这一部分能量中却不含任何目标信息;(5)此外,由于周围环境的存在,入射到环境表面的辐射波被反射后,有一部分经大气散射进入遥感器视场内;(6)还有一部分又被大气反射到目标表面,在被目标表面反射,透过大气进入遥感器视场.12.遥感图像几何畸变的含义及引起几何畸变的几个主要因素?[参考的参考的答案为为]:遥感图像在获取过程中由于多种原因导致景物中目标物相对位置的坐标关系在图像中发生变化,这种变化成为几何畸变.引起遥感图像几何畸变的主要因素有:(1)传感器本身成像几何形态发生变形,如全景投影变形;(2)传感器外方位元素变化引起的畸变;(3)地球自转的影响;(4)地球曲率的影响.13.什么是遥感?[参考的参考的答案为为]:在不直接接触目标物的情况下,使用特定的探测仪器来接受目标物体的电磁波信息,再经过对信息的传输,加工,处理,判读,从而识别目标物体的技术.14.什么是监督分类?[参考的参考的答案为为]:包括利用训练样本建立判别函数的"学习"过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程.15.什么是米氏散射?[参考的参考的答案为为]:是指气中的粒子直径与波长相当时发生的散射现象.16.什么是像平面坐标系?[参考的参考的答案为为]:像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置,通常采用右手坐标系,x,y轴的选择按需要而定．在解析和数字摄影测量中,常根据框标来确定像平面坐标系,称为像框标坐标系17.TM,ETM+影像各有何特点?[参考的参考的答案为为]:(1)TM专题制图仪:Landsat4,5上的TM专题制图仪是一个高级的多光谱扫描型的地球资源扫描仪器,与多光谱扫描仪MSS性能相比,它具有更高的空间分辨率,更好的频谱选择性,更好的几何保真度,更高的辐射准确度和分辨率;(2)ETM+增强型专题制图仪:ETM+常用于Landsat6,7,它比TM灵敏度更高,与之相比,它做了三个方面的改进:(a)增加了PAN(全色)波段,分辨率为15M,因而是数据速率增加;(b)采取双增益技术使远红外波段6分辨率提高到60M,也增加了数据率;(c)改进后的太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%,其精度提高,辐射校正有了很大改进.18.什么是遥感图像解译专家系统?[参考的参考的答案为为]:遥感图像解译专家系统是模式识别与人工智能技术相结合的产物.它用模式识别方法获取地物多种特征,为专家系统解译遥感图像提供证据,同时应用人工智能技术,运用遥感图像解译专家的经验和方法,模拟遥感图像目视解译的具体思维过程,进行遥感图像解译.利用遥感图像专家系统,可以实现遥感图像的智能化解译和信息获取,逐步实现遥感图像的理解.遥感图像解译专家系统由以下三部分组成(1)图像处理与特征提取子系统;(2)遥感解译和特征获取子系统;(3)狭义的遥感图像解译专家系统.。
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Abstract :The basic theory of near to far filed
transformation was presented in this paper. Then， the expression of far
filed pattern in three different coordinate systems was introduced. At last， the transfor^nation theor^ ^was validated through ac tual measurement.The results contrast proves the correctness and validity of the transfor^nation theor^ ^ .
2017年第3 期 为 对 的 积 分 ， 则有
E (r , d , ， p) r— — x ,6< n/2
邹成， 等:近场测试中远场方向图在三种坐标系中的变换
51
— ^
=r
^
e ， jAc o ^6A ( fesin^cos^ ,ksindsin^ )
•
I — ►
(3) 由式（ 3)可看出， 天 线 远 场 随 r 的变化呈现 1 e 〜r 的 形 式 ， 远 场 随 6,p r 的变化关系即远场方向图
函 数 ？(6, p ) 与 平 面 波 谱 函 数 A ( U r ) 有 如 下 关 系 [5]:
F ( 6,p ) = jfecos6A ( fesin6c o s p ,fesin6 s in p )
(4)
这意味着天线在（ 6, p )方 向 的 远 场 仅 与 向 该 方 向传播的平面波谱有关， 而与其他方向的平面波谱 无关， 即（ 6,p )方 向 的 远 场 仅 与 其 所 对 应 的 谱 有 关 。 注意， 天 线 的 近 区 场 不 满 足 此 特 性 。一 般 来 说 ， 近区 每一点的场是所有平面波谱的迭加， 即每个谱含量 均对场有贡献。 2 不同坐标系下的远场方向图表示 实际中一般有3 种坐标系， 如 图 1 所 示 [6]。 坐标系确定了， 表示天线口径面电场分布时， 一 般常用直角坐标分量表示：
空间电子技术
50
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2017年 第 3 期
近场测试中远场方向图在三种坐标系中的变换$
邹成\陈玉林\王涵2
(1.孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室， 合肥230088;2.上海卫星工程研究所， 上 海 200240) 摘 要 ： 给出近远场变换基本理论， 然后介绍了远场方向图在3 种不同坐标系中的表达方式， 最后通过实际测
试， 对变换理论进行了验证， 结果经对比证明了变换理论的正确性与有效性。
关键词： 近场测试； 坐标系； 远场方向图 中图分类号:V443+.4 文献标识码:A
文章编号=1674-7135(2017)03-0050-03
D O I :10.3969/j .issn.1674-7135.2017.03.011
Transformation of Farfiled Pattern in Three Different Coordinate Systems in Near Filed Measurements
ZOU Cheng1， CHEN Y u -lin 1， W ANG Han 2
(1.Key Laborator^ ^ of Aperture Array and Space Application， Hefei 230088， China； 2.Shang-hai Institute of Satellite Engineering， Shanghai 200240， China)
1 ( 7 )= E X ( 7 ) X + E 7G ) y + E 2( 7 ) z
kx = ksine cosp
^ky = ksine sinp
kz= kcose
e < n /2
r = r ( sinecosp 土+ sine sinp 少+ c o s e i)
(2)
将此两式代入式（ 1)， 并 把 对 k x， k y 的积分转换
①收稿日期： 2016-09-14;修回日期： 2016-12-08。 作者简介:邹成（ 1980—） ， 本科， 研究方向为天线测量技术。
Key words ： Near filed measurement； Coordinate system； Far-field pattern
〇 引言 近场测量或近场测量的结果， 一般是以辐射电 场 矢 量 的 分 量 随 方 向 或 位 置 的 变 化 来 表 示 的 。不论 是矢量 的 分 量 还 是 方 向 参 数 都 必 须 相 对 某 个 坐 标 系 来 定 义 [|]。为 了 最 大 限 度 的 实 用 ， 坐标系应相对于 天 线 固 定 。用 这 种 坐 标 系 ， 测得的天线参数与天线 的 安 装 或 取 向 无 关 。如 果 需 要 ， 可从该天线坐标系 变换到另外的测量或工作坐标系中去， 只 要它们的 相 对 取 向 和 位 置 是 已 知 的 [2]。而 实 际 中 ， 经常需要 在不同坐标系之间变换， 所以研究近场测试中远场 方向图在不同坐标系中的变换尤其重要。 1 近远场变换基本理论 根据平面波传播理论， 电场和天线波谱之间的 关 系 为 [3 ] £( r ， e， < p ) = 2^ // ^ ( ， kr ) e ' J*^r dkxdk7 ( 1) r— *-»， e<n/2 ^ k l +*2&t2 设场点用r、 e、 p 表示， 对 前 半 空 间 。e < n / 2 对 远场点， r — ^ 。在 此 情 况 下 ， 衰 减 模的贡献趋于零, 于 是 对 k x人 的 积 分 范 围 可 缩 小 到 k x2+ k / 矣k 2 的范 围内， 即 在 k x2+ k 72矣k 2 的 范 围 内 ， —= k ，+ k 7； r + k 彡为 模等于《 的 实 矢 量 。令 [4]: