Planar near-field antenna measurements using nonideal measurement locations
基于金刚石NV色心的带状线芯片微波场成像
心的光探测磁共振（ＯｐｔｉｃａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ，ＯＤＭＲ）谱在外部静磁场环境中会分裂成为 ８个峰，通过测量
共振峰频点的 Ｒａｂｉ振荡谱，能够得到 Ｒａｂｉ频率，接着通过 ２８ＭＨｚ／Ｇａｕｓｓ换算得出该处的微波场强度，最后通过将所
测得所有数据点进行二维图像处理即可得到所测芯片和集成微波器件的表面微波场近场图像．
摘 要： 为了满足集成微波器件进行高分辨率微波近场测量的需求，本论文提出了一种基于金刚石氮空位（Ｎｉ
ｔｒｏｇｅｎＶａｃａｎｃｙ，ＮＶ）色心的微波近场成像技术．该技术可用于查找芯片等集成微波器件的干扰源和信号串扰．此微波
近场成像方法采用金刚石 ＮＶ色心颗粒作为场传感器，其中金刚石颗粒固定在锥形光纤的末端．由于塞曼效应，ＮＶ色
ＮＶ色心在正常环境下具有相对较长的自旋寿命，可
收稿日期：２０１９１２０２；修回日期：２０２００２２５；责任编辑：马兰英 基金项目：国家重点 研 发计 划 （Ｎｏ．２０１７ＹＦＢ０４０３６０２）；江苏省特聘教授项 目 （Ｎｏ．ＲＫ００２ＳＴＰ１５００１）；南京 邮 电 大 学 校 长 特 聘 教 授 项 目 （Ｎｏ． ＮＹ２１４１３６）；宿迁市产业发展引导资金项目（Ｎｏ．Ｋ２０１９１２）；江苏省自然科学基金（Ｎｏ．ＳＢＫ２０２００４１２３１）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｍｉｃｒｏｗａｖｅｆｉｅｌｄｉｍａｇｉｎｇ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｖａｃａｎｃｙｃｅｎｔｅｒｅｎｓｅｍｂｌｅｓｉｎｄｉａｍｏｎｄ；ｃｈｉｐ；ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ
１Байду номын сангаас引言
集成电路领域过去二十年内发生了显著的变化，深 亚微米技术 的 进 步 推 动 了 集 成 电 路 复 杂 性 的 爆 炸 性 增 长，尺寸越小，这些器件对制造变化和公差累积越敏感． 单片微波集成电路芯片具有体积小、集成度高和性能好 等优点［１］，因此找到合适方法对这些微波器件进行经济、
基于Nuttall窗频谱校正的介质损耗因数测量
第31卷第1期仪器仪表学报V ol.31 No. 1 2010年1月Chinese Journal of Scientific Instrument Jan. 2010 基于Nuttall窗频谱校正的介质损耗因数测量*万全1，高云鹏2，罗志坤1，徐值坚1，卿柏元2（1湖南省电力公司试验研究院长沙410007；2湖南大学电气与信息工程学院长沙410082）摘 要：采用旁瓣峰值电平小且旁瓣渐近衰减速率大的窗函数对信号加权可减轻非同步采样和数据截断对介质损耗因数tanδ测量的影响。
本文分析了Nuttall窗的旁瓣特性，提出了基于Nuttall窗双谱线插值FFT的tanδ测量方法，运用多项式拟合求出了实用的插值修正公式，推导了信号初相角及tanδ的计算式，并介绍了基于该算法的测量系统的硬件实现方案。
仿真和试验结果表明，Nuttall窗函数抑制频谱泄漏效果好，基于Nuttall窗的双谱线插值FFT方法克服了谐波干扰、基波频率波动及白噪声对tanδ测量的影响，且设计实现灵活，测量结果精确、稳定，可用于介质损耗因数tanδ的离线测量与在线监测。
关键词：介质损耗因数；Nuttall窗；插值FFT；谐波分析法；误差分析中图分类号：TM835文献标识码：A国家标准学科分类代码：470.4017Dielectric loss factor measurement based on Nuttall window spectral correctionWan Quan1, Gao Yunpeng2, Luo Zhikun1, Xu Zhijian1, Qing Baiyuan2(1 Hunan Electric Power Company Test & Research Institute, Changsha 410007, China ;2 College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract：Windows with small side lobes and quick attenuation rate have been used to eliminate the errors of dielectric loss factor tanδ measurement caused by non-synchronized sampling and non-integral period truncation. The side lobe characteristic of Nuttall window is discussed and an approach for tanδ measurement based on Nut-tall window double spectrum line interpolation FFT is proposed. The applicable correction formulas of the inter-polation are obtained by using polynomial curve fitting function. The arithmetic expressions of fundamental initial phase and tanδ are deduced. The hardware implementation for the measurement system based on this approach is described. Simulation and test results show that Nuttall window function can restrain spectral leakage well, and the influences of harmonic interference, fundamental frequency fluctuation, sampling frequency and sampling time length and white noise on tanδ measurement are all overcome by using the approach presented in this paper. This approach can be realized neatly and achieve precise and steady results, which can be used in tanδ offline measurement and online monitoring.Key words：dielectric loss factor; Nuttall window; interpolation FFT; harmonic analysis method; error analysis1引 言介质损耗因数(即介质损耗角的正切值tanδ)作为反映高电压电气设备如绝缘受潮、劣化变质或绝缘中气体产生放电等绝缘状况的重要指标，其准确测量对于电力系统安全、经济运行有着重要意义[1-2]。
基于Butler矩阵的双频双极化多波束天线关键技术研究
四、结论
RFID系统标签天线的设计与测量对于整个系统的性能至关重要。在实际应用 中，我们需要根据应用需求选择合适的标签类型、材料、尺寸和形状，并进行相 应的测量以评估其性能。通过不断优化标签天线的性能，我们可以提高整个RFID 系统的识别率和可靠性。
感谢观看
展望未来，基于本次演示的研究成果，可以进一步开展以下研究：
(1)研究更加高效的多波束形成算法和优化技术，以提高双频双极化多波束 天线的波束形成效率和极化纯度；
(2)研究具有更宽带宽的双频双极化多波束天线技术，以适应不同应用场景 的通信需求；
(3)研究双频双极化多波束天线的封装技术和集成方法，以提高其可靠性和 实用性。
2、天线方向图测量
天线方向图是描述天线辐射特性的重要参数之一。通过测量天线的方向图， 可以了解天线的主瓣和副瓣方向，以及在不同方向上的辐射强度。常用的测量设 备包括辐射场强测量系统和暗室。
3、天线增益测量
天线增益是描述天线在特定方向上辐射能力的度量。通过测量天线的增益， 可以了解天线在不同方向上的辐射能力。常用的测量设备包括比较场强测量系统 和暗室。
基于Butler矩阵的双频双极化 多波束天线关键技术研究
摘要
本次演示主要研究了基于Butler矩阵的双频双极化多波束天线关键技术。该 技术具有广泛的应用前景，如在无线通信、雷达探测和电子战等领域。本次演示 通过对双频双极化多波束天线技术的背景和现状进行概括，分析了存在的问题和 挑战，并阐述了一种研究设计。实验结果表明，该天线的传输特性和极化特征均 表现出良好的性能。最后，总结了研究结果，并指出了研究的局限性和展望未来 的研究方向。
3、标签天线的尺寸与形状
标签天线的尺寸和形状对天线的性能有很大影响。一般来说，较大的天线可 以提供更好的信号接收能力，但也会增加标签的体积和成本。因此，需要根据应 用需求选择合适的尺寸和形状。
非规则部分校准阵列下的宽带LFM信号二维DOA估计
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｌｃ ｏ ｉ Ｉｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｔａｊ ｉｅｓｙ ｉ ｊ ０ ０ ２ ｈ ａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅｔ ｎｃ ｎｏｍａ ｏ ｎ ｉｅｒ ， ｉ ｉ Ｕｎｖｒｉ ，Ｔａ ｉ ３ ０ ７ ，Ｃ ｉ ） Ｅ ｒ ｉ ｎ ｎｎ ｔ ｎｎ ｎ
Ａ ｓｒ ｃ ： Ａ ｎ ｖ ｌ ２Ｄ ｉ ｃｉｎ ｏ ｒ ｖ ｌＤＯＡ） ｓ ｍａｉｎ ｍｅ ｏ ｆｒ ｗｉｅ ａ ｄ ｌ ｅ ｒ ｆ ｑ ｅ ｃ ｄ ｌ－ ｂ ｔａ ｔ ｏ ｅ － ｄｒ ｔ ｆ ａｒ ａ （ ｅ ｏ ｉ ｅ ｔ ｔ ｔ ｄ ｏ ｄ ｂ ｎ ｉ ａ ｅ ｕ ｎ ｙ ｍｏ ｕａ Байду номын сангаас ｏ ｈ ｎ ｒ
ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｙ， ａ ｄ ａｎ ｗ ｍｅ ｆｅ ｕ ｎｃ ｐ ｔａ ｙ ｃ ｒｎ ｕ ｌ ｎ ｅ ｔ ・ ｑ ｅ ｙ ｓ ａｉｌ ｉ ｒ ＤＯＡ ａｒｘ ｗａ ｏ ｓｒ ｃｅ ａ ｅ ｎｔｅｐ ａ ａｕ ｓｏ ｅｏ ｓ ｒ ｍ ｔｉ ｓｃ ｎ ｔｕ ｔｄｂ ｓ ｄｏ ｅ ｋｖ ｌ ｅ ｆ ｈ ｂ ｅ－ ｈ ｔ ｖ ｔ ｎ ｓ ｍｐｅ ａ ｔｏ ａ ｕ ｉｒｄ ｍ ａｎ． ｏ ｅ ｖ ｒ ｔｅｓ ｕ ｃ ａｉ ａ ｌｓｉ ｆ ｃｉｎ ｌ ｏ ｎｒ Ｆｏ ｒｅ ｏ ｉ Ｍ ｒｏ ｅ ， ｈ ｏ ｒｅＤＯＡｓｗｅｅｅｔｍａｅ ｙｔ ｅｅｇ ｎ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｒ ｓｉ ｔｄｂ ｉｅ － ｅ ｏ ｏ ｉｉ ｈ ｏ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｏｗｉｇ ｔ ｕ ｃｅ ｔ ｉｉｇ ｏ ｅｔｍｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙｉ ｆｒ ａｉｎ ｉｃｕ ｅ ｎｏ ｓｒ ｅ ｉｎ ｌ ，ｔ ｉ ｔｏ ａ ｒｃ ｓ ． ｎ ｏｓ ｆ ｉｎ ｎｎ ｆｔ ｉ － ｑ ｅ ｃ ｎ ｏｍ ｔ ｌ ｄ ｄ ｉ ｂ ｅ ｖ ｄ ｓｇ ａｓ ｈ ｓｍｅｈ ｄｈ ｓ ｉ ｍ ｈ ｒ ｏ ｎ ａｌｗｅ ｏ ｓ ａｎ ｆａｒｙ ｓｒ ｃｕｒ ａ ｄｃ ｎｂ ｐ ｌ ｄ ｔ ｒｌ ａｉｒｔｄ ａｒｙ ｗｉ ｒ ｉ ａｙ ｇ ｏ ｅｒ ｔ ｃ ｒ ． ｏ ｒｃ ｎ ｔ ｉｔｏ ｒａ ｔ ｔ ｅ， ｎ ａ ｅａ ｐ ｉ ｏｐａｔｙ ｃ ｌ ａｅ ｒａ ｔ ａｂ ｔ ｒ ｅ ｍ ｔ ｓ ｒ ｕ ｅ ｂ ｈ ｒ ｙ ｒ ｔ ｅ ｕ ｕ
超短波超视距通信的一种设计方法
超短波超视距通信的一种设计方法A Design Method of VHF/UHF Over Sight Communication赵利(中国电子科技集团公司第十研究所,四川成都610036)Zhao Li(The10th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Sichuan Chengdu610036)摘要：超短波通信是无线电通信的一种重要手段，在军事通信中得到了广泛应用和高度重视。
超短波频段电磁信号通常采用视距传播，其通信距离易受地球曲率和遮挡物等影响。
在地-空、地-地以及海面通信时，通信距离非常有限，迫切需要一种远距离通信保障手段，如超短波超视距通信。
文中根据超视距通信的特点，结合实际使用需求，提出了一种基于高接收灵敏度实现超短波超视距通信的设计方法。
在传统超短波接收机基础上进行改进，通过专用电路与通用电路的巧妙结合以及仿真计算分析，以比较小的代价实现了高接收灵敏度，对超短波超视距通信的设计有一定指导意义。
关键词：超视距通信；对流程散射传播；噪声系数；接收灵敏度；通信距离中图分类号：TN802文献标识码：A文章编号：1003-0107(2021)05-0015-06Abstract:VHF/UHF communication is an important way of wireless communication,it has been widely used and highly valued in military communication.The electromagnetic signal in VHF/UHF band usually propagates by line of sight,its communication distance is easily affected by the curvature and shelter of earth.In the ground to air,ground to surface and sea communication,the communication distance is very limited,a long-distance communication support means is urgently needed,like VHF/UHF over sight communication.According to the characteristics of over sight communication and the actual needs,a design method of VHF/UHF over sight communication based on reception sensitivity is presented.Through the improvement on the basis of tradi-tional VHF/UHF receiver,the ingenious combination of special circuit and general circuit,and simulation ca-lculation and analysis,high receiving sensitivity is achieved at low cost.This method can help to design VHF/ UHF over sight communication.Key words:over sight communication;tropospheric scattering propagation;noise figure;reception sensitivity; communication distanceCLC number:TN802Document code:A Article ID：1003-0107(2021)05-0015-060引言军用超短波话音/数据通信主要集中在V/U频段，该频段电磁信号频率低，空间传输损耗小，通信距离远，天线较小，便于移动通信；在对流层传播，不受太阳黑子、太阳磁暴、核爆炸和极光的影响，具有很好的抗毁性[1]，因此，超短波通信在陆、海、空等军事通信中得到广泛应用[2]，是非常重要的通信手段之一。
非制冷红外焦平面非均匀性测试技术研究
第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月V 01．36Suppl 锄【entI n 劬r ed 卸d L 弱e r E ngi I 雠ri ngJun ．2007非制冷红外焦平面非均匀性测试技术研究钱芸生，张俊举，孙恋君，邢素霞，常本康(南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094)摘要；非制冷焦平面的非均匀性和噪声是限制非制冷红外热成像系统性能的主要因素。
研制了非制冷红外焦平面的非均匀性测试系统，系统由黑体、红外光学系统、焦平面驱动电路、热电温控电路、信号处理系统、计算机和测试软件等构成，利用该系统可以将微测辐射热计非制冷红外焦平面各像元的输出信号数字化后传输给计算机，实现对焦平面的非均匀性测试和盲元统计，并给出了实验结果。
关键词：非制冷红外焦平面；微测辐射热计；非均匀性；测试中图分类号：T N 216文献标识码：A 文章编号：1007—2276(2007)增(器件)一0129—04N on ．uni f I i v s ur of uncool ed i nf ．r ared f bcal pl a ne—O n —U nl l or m l t V m ea SU r e m ent ol U nC 00l ed l nI r ar en 10C a I pI ane a r r a yQ L 气N Y un —s heng ，Z H 【A N G Jun-j u ，SU N Li aI l -j un ，X I N G Su —xi a ，C H 【A N G B e n —ka Il g(School ofEl e ct f o ni cEngin ∞r 吨＆Phot ∞l ∞Ⅱi c 陬hnol ogy 。
N 删她uni V ∞畸of sci ∞cc ＆Tcchnol ogy ，N 删咄210094，chi l m )A bst r act ：N on —uI l i f o 加[1i 够and noi s e of unco ol edi Il f 删fbcalpl anear r ays(U 阳A)r est r i ctt 11e perf om anceofunco ol ed i nf rar e d i m ag i ng sys t em 。
表面损伤衍射双向反射分布函数模型建立及分析
.
（2）
γˆ
=
使 γ
用
远
场
衍
射
的
角
谱
理
论
，
αˆ
=
α λ，
βˆ
=
β λ，
λ为平面光波传播的空间频率，根据 Harvey
提出的非傍轴标量衍射理论可以得到反射光的辐
射亮度[6]：
L(ωr,
αi,
βi)
=
γi
λ2 As
{
}
F U (x, y)e2πi(βˆiy+αˆi x)
都有重要的应用价值。
关 键 词：衍射；相干；双向反射分布函数；傅立叶光学；表面损伤
中图分类号：O436
文献标志码：A
doi：10.37188/CO.2020-0162
Establishment and analysis of the diffraction bidirectional reflection distribution function model for surface defects
LU Min*，WANG Zhi-le，ZHANG Shu-qing （Research Center for Space Optical Engineering, School of Astronautics, Harbin
Institute of Technology, Harbin 150001, China） * Corresponding author，E-mail: 18243087454@
第 14 卷 第 2 期 2021 年 3 月
文章编号 2095-1531（2021）02-0375-07
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PlanarNear-FieldAntennaMeasurementsUsingNonidealMeasurementLocations¤
R.C.Wittmann,B.K.Alpert,andM.H.FrancisNationalInstituteofStandardsandTechnology325Broadway,Boulder,CO80303-3328
AbstractThestandardplanarnear-eldtofar-eldtransformationmethodrequiresdatapointsonaplane-rectangularlattice.Inthispaperweintroduceatrans-formationalgorithminwhichmeasurementsareneitherrequiredtolieonaregulargridnorarestrictlyconnedtoaplane.ComputationalcomplexityisO(NlogN),whereNisnumberofdatapoints.(Actualcalculationtimesdependonthenumericalprecisionspeciedandontheconditionnumberoftheproblem.)Thisalgorithmallowse¢cientprocessingofnear-elddatawithknownprobepositionerrors.Also,thealgorithmisapplicableforothermeasurementapproaches,suchasplane-polarscanning,wheredataarecollectedonanonrectangulargrid.Keywords:near-eldantennameasurements;planarscanning;plane-polarscanning;probepositionerrors1.IntroductionThestandardplanarnear-eldantennameasurementtechniquerequiresthatdatabeobtainedonaplane-rectangulargrid.However,itisnotalwayspracticalordesirabletomakeregularlyspacedmeasurements.Themaintenanceofpositioningtolerancesbecomesmoredi¢cultasfrequencyisincreased.Ane¢cientalgorithmforprocessingdatawithprobepositioner-rorscansignicantlyextendthefrequencyrangesofexistingscanners.Suchanalgorithmcanalsomakeitpracticaltoconsiderportablescannersforon-siteantennameasurements.Inaddition,therehasbeenmuchrecentinterestinschemes,suchasplane-polarscanning,wheredataarecollectedonanonrectangu-largrid.Hereweintroduceanalgorithmwhichdoesnotrequireidealprobelocations.Wedoassume,how-ever,thattheprobepositionsareknown.(Inprac-tice,laserinterferometryisoftenusedforthispur-pose.)Ourapproachisbasedoncombiningthere-centlydevelopedunequallyspacedfastFouriertrans-form[1],interpolation,andtheconjugategradientalgorithm.ComputationalcomplexityisO(NlogN)¤U.S.GovernmentcontributionnotsubjecttocopyrightintheUnitedStates.operationsperiteration,whereNisthenumberofmeasurements.Thenumberofiterationsdependsondesiredcomputationalaccuracyandonconditioning(seebelow).Wepresentseveralsimulations,whicharebasedonactualantennadata.
2.TheModelConsideratransmittingtestantenna(locatedinthehalfspacez<0)andareceivingprobe(translatedwithoutrotation).AccordingtoKernsstheory[2],theproberesponsew(r)maybemodeledas
w(r)=X
º¹»º¹exp(ikº¹¢r),z>0(1)
[exp(¡i!t)timeconvention],where»º¹isthe(nor-
malized)couplingproductand
kº¹´¼ºLx^x+¼¹Ly^y+°º¹^z
°º¹´sk ¡µ¼ºLx¶ ¡
µ¼¹
Ly
¶
k´!=c.Weassumethattheproberesponseisnegligibleout-sidetheintervaljxj·Lx,jyj·Lyforzvalues
ofinterest.[Thatis,w(r)isaperiodicextension.]Toimproveconditioning(seebelow),weincludeonlypropagatingplanewaves(°º¹real)inthesummation
in(1).Evanescentwaves(°º¹imaginary)areexpo-nentiallyattenuatedandarenegligibleinthefar-eldregion.Wemustalsoensurethatevanescentwavesarenotimportantcontributorstothemeasuredproberesponse;thisisusuallyaccomplishedbymaintainingaprobe-to-test-antennaseparationofseveralwave-lengths.Inmatrixform(1)becomes
w=Q»(2)wherew´fw(rn)g,rnisthelocationof
thenthmeasurementpoint,»´©
»º¹
ª,andQ´fQn;º¹=exp(ikº¹¢rn)g.Theobjectiveofnear-eldtofar-eldtransformationistodeterminethecouplingproduct»frommeasurementswmadeinarestrictedregionnearthetestantenna.Thetransmitting(far-eld)patterncanbefoundfromthecouplingproductsofthetestantennawitheachoftwoindependent,knownprobes.3.NormalEquationsInpracticalsituations,wherethenumberofmeasure-mentsoftenexceedsthenumberofunknowns,thesystem(2)isoverdeterminedandwillgenerallynothaveasolution.WewillactuallysolvethenormalequationsA»=b,(3)whereA´QHQb´QHw.TheoperatorQH´©QHº¹;n=exp¡¡ik¤º¹¢rn¢ªistheHermitian(conjugate)transposeofQ.Theso-lution»of(3)minimizeskw¡Q»k;thatis,this»istheleast-squaresestimate.Mostmethodsforprocessingplanarnear-elddata[basedonthemodel(1)]solve(3),eitherdirectlyorindirectly.Inthestandardplane-rectangulargridalgorithm,Aisdi-agonalandQHandQcanbeappliedwithfastFouriertransforms,givingacomputationalcomplex-ityofO(NlogN).Ontheotherhand,adirectsolu-tionusingGaussianeliminationrequiresO¡N3¢op-erations.Fortypicalproblemsizes(104icalandweuse»(0)=0forsimplicity.Somewhatearlierconvergencemaybeobtained,forexample,bystartingwiththecouplingproductobtainedfromk-correcteddata[4].Thequantityr(j)=b¡A»
(j)
is
thejthresidual.Rateofconvergencecanbeestimatedwith[5,p.525]
°°°»(j)¡»°°°A·2µc¡1c+1¶j°°°»(0)¡»
°°°
A,(5)
wherekyk2A´yHAyandtheconditionnumberc2
istheratioofthelargesttosmallesteigenvalueofA.(TheconditionnumberofQisc,c¸1.)Thus,theconjugategradientalgorithmwillalwaysconverge.