本發(fā)明屬于天線與微波技術(shù)領(lǐng)域，涉及航天飛行器天線技術(shù)，具體地，涉及一種窄波束天線電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

窄波束天線(例如高增益的反射面天線、陣列天線、相控陣天線等)一般需要進(jìn)行電軸的標(biāo)定，對(duì)于某些特殊的用途，例如導(dǎo)航衛(wèi)星星間鏈路天線，是用作收發(fā)測(cè)距信號(hào)的天線，還需要進(jìn)行相位中心、絕對(duì)群時(shí)延的標(biāo)定。通常，這三項(xiàng)指標(biāo)需要分別進(jìn)行，標(biāo)定方法各不相同。

(一)電軸標(biāo)定

傳統(tǒng)的電軸標(biāo)定方法，需要采用光學(xué)測(cè)量方法確定待測(cè)窄波束天線(以下簡(jiǎn)稱aut)的機(jī)械軸(例如拋物面焦軸、陣面法線等)，然后調(diào)整測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)，使該機(jī)械軸指向測(cè)試場(chǎng)的來(lái)波方向，并以此作為轉(zhuǎn)臺(tái)零點(diǎn)，測(cè)試得出電軸偏離轉(zhuǎn)臺(tái)零點(diǎn)的角度。這種方法雖然能夠得出電軸與機(jī)械軸的偏離角度，但是電軸的指向是在轉(zhuǎn)臺(tái)坐標(biāo)系中得出的，當(dāng)aut離開(kāi)了轉(zhuǎn)臺(tái)，就不能夠精確地重建電軸。另一方面，調(diào)整aut機(jī)械軸指向來(lái)波方向，需要地面多次光學(xué)測(cè)量指導(dǎo)的測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)整，測(cè)試效率較低。

(二)相位中心標(biāo)定

傳統(tǒng)的相位中心標(biāo)定方法，需要對(duì)aut進(jìn)行多切面相位方向圖的測(cè)試，根據(jù)在多個(gè)切面上測(cè)試得到的相位方向圖，采用最小二乘法求得一個(gè)平均的、最優(yōu)的相位中心，使得用該相位中心去修正各切面的相位方向圖，能夠使相位變化量最小。由于aut多為窄波束天線，因此在多切面測(cè)試時(shí)，很容易因?yàn)槎嗲忻娴男D(zhuǎn)軸不嚴(yán)格一致而產(chǎn)生測(cè)試誤差，并且需要頻繁改變測(cè)試切面，測(cè)試效率較低。

(三)絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定

aut絕對(duì)群時(shí)延定義為微波信號(hào)從aut饋電端口到aut相位中心的傳輸時(shí)間。傳統(tǒng)的絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定方法，采用矢網(wǎng)對(duì)包含aut在內(nèi)的無(wú)線閉環(huán)鏈路進(jìn)行絕對(duì)群時(shí)延測(cè)試，然后逐段扣除測(cè)試電纜、空間傳輸段的絕對(duì)群時(shí)延，最后得出待測(cè)天線的絕對(duì)群時(shí)延。由于aut的增益高、遠(yuǎn)場(chǎng)距離遠(yuǎn)、波束準(zhǔn)直難，一般難以在滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件的測(cè)試場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)基于矢網(wǎng)的測(cè)試系統(tǒng)搭建，而如果在不滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件或未經(jīng)波束準(zhǔn)直的條件下使用矢網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試，就會(huì)影響到aut絕對(duì)群時(shí)延測(cè)試的準(zhǔn)確度。

綜上，傳統(tǒng)的窄波束天線的電軸、相位中心、絕對(duì)群時(shí)延的標(biāo)定，各自在不同的狀態(tài)下進(jìn)行，不能在統(tǒng)一的測(cè)試角度基準(zhǔn)下得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種窄波束天線電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法，能夠簡(jiǎn)化測(cè)試流程，提高了測(cè)試效率。

一種窄波束天線的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法，包括電軸標(biāo)定、相位中心標(biāo)定以及絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定，其特征在于，首先搭建測(cè)試系統(tǒng)，具體為：采用測(cè)試工裝(6)將aut(7)安裝到轉(zhuǎn)臺(tái)上，其中aut(7)正對(duì)來(lái)波方向(5)，aut(7)的下方設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線(12)，并固定在測(cè)試工裝(6)上；aut(7)的背面固定基準(zhǔn)鏡(10)；

基于所述測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行電軸標(biāo)定，具體包括如下步驟：

(a)基于基準(zhǔn)鏡(10)，采用光學(xué)測(cè)量方法確定aut(7)本身的aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)；(b)對(duì)aut(7)進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)等高線幅度-相位方向圖測(cè)試；(c)在等高線幅度-相位方向圖的等高線幅度方向圖上判定aut(7)電軸對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)臺(tái)方位角az和俯仰角el，使轉(zhuǎn)臺(tái)重新轉(zhuǎn)動(dòng)到方位角az和俯仰角el的位置，此時(shí)aut(7)電軸與來(lái)波方向(5)準(zhǔn)直，aut(7)電軸等價(jià)為逆來(lái)波方向；(d)通過(guò)光學(xué)測(cè)量方法，建立轉(zhuǎn)臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)下aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)與測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系(4)的轉(zhuǎn)換關(guān)系；(e)通過(guò)所述轉(zhuǎn)換關(guān)系把逆來(lái)波方向標(biāo)定到aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)中，完成電軸標(biāo)定。

所述相位中心標(biāo)定方法包括如下步驟：

(a)基于基準(zhǔn)鏡(10)，采用光學(xué)測(cè)量方法確定aut(7)本身的aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)；(b)對(duì)aut(7)進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)等高線幅度-相位方向圖測(cè)試；(c)采用光學(xué)測(cè)量方法測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)的方位軸(1)與俯仰軸(2)的軸距，以此建立aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)和轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系的關(guān)系，獲得aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)原點(diǎn)在轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)由此得到aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)原點(diǎn)oa到轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系原點(diǎn)od的矢量，根據(jù)該矢量對(duì)高線幅度-相位方向圖中的等高線相位方向圖進(jìn)行修正，得出aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)下、以aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)原點(diǎn)為參考點(diǎn)的等高線相位方向圖；(d)基于該等高線相位方向圖，通過(guò)二維的相位梯度算法求得相位中心在aut機(jī)械坐標(biāo)系(8)中的坐標(biāo)。

對(duì)位中心標(biāo)定方法中，測(cè)試波束范圍內(nèi)的所有測(cè)試方向上計(jì)算相位中心坐標(biāo)，取其平均值，作為aut(7)的相位中心坐標(biāo)的最終值。

所述絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定方法如下：

(a)確定標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線(12)的絕對(duì)群時(shí)延τhorn(fi)；(b)采用與電軸標(biāo)定相同的方法，使aut(7)電軸與來(lái)波方向(5)準(zhǔn)直；(c)通過(guò)光學(xué)測(cè)量方法，測(cè)量aut相位中心(9)與標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線相位中心(13)在來(lái)波方向(5)上投影的距離δ；(d)分別測(cè)試aut(7)相頻曲線和標(biāo)準(zhǔn)喇叭相頻曲線，得到aut(7)為接收天線時(shí)的絕對(duì)群時(shí)延τ1(fi)，以標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線(12)為接收天線時(shí)的絕對(duì)群時(shí)延τ2(fi)，最后得到aut(7)絕對(duì)群時(shí)延τaut(fi)：τaut(fi)＝τhorn(fi)+τ1(fi)-τ2(fi)-δ/c，其中c為真空中的光速，fi表示工作頻帶內(nèi)的第i個(gè)測(cè)試頻率；τhorn(fi)表示標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線(12)的固有絕對(duì)群時(shí)延。

采用矢網(wǎng)標(biāo)定法測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線(12)的絕對(duì)群時(shí)延τhorn(fi)。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的一種窄波束天線電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法，在三種標(biāo)定完成后，電軸、相位中心數(shù)據(jù)固化在aut機(jī)械坐標(biāo)系上，當(dāng)需要時(shí)，可以通過(guò)測(cè)試aut機(jī)械坐標(biāo)系重建aut電軸指向或相位中心，而不需要重復(fù)標(biāo)定。

三種標(biāo)定的標(biāo)定步驟中，電軸標(biāo)定步驟(a)(b)和相位中心標(biāo)定步驟(a)(b)完全相同。電軸標(biāo)定步驟(c)和絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定步驟(b)完全相同，電軸標(biāo)定步驟(e)和絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定步驟(c)可以合并進(jìn)行。電軸、相位中心標(biāo)定所用場(chǎng)地、設(shè)備完全相同，絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定所用場(chǎng)地完全相同，所用設(shè)備大部分相同。因此，在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的聯(lián)合標(biāo)定，簡(jiǎn)化了測(cè)試流程，提高了測(cè)試效率。

同時(shí)，aut電軸、相位中心在同一個(gè)aut機(jī)械坐標(biāo)系中得到了標(biāo)定，絕對(duì)群時(shí)延數(shù)值代表了電軸方向，偏離電軸方向的絕對(duì)群時(shí)延可通過(guò)aut機(jī)械坐標(biāo)系下的等高線相位方向圖得出。因此，aut電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延，在同一個(gè)測(cè)試基準(zhǔn)下得到了精確的標(biāo)定。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的窄波束天線電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法的測(cè)試流程；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式所涉及的測(cè)試系統(tǒng)示意圖。

1-轉(zhuǎn)臺(tái)方位軸，2-轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰軸，3-轉(zhuǎn)臺(tái)坐標(biāo)系，4-測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系，5-來(lái)波方向，6-測(cè)試工裝，7-aut，8-aut機(jī)械坐標(biāo)系，9-aut相位中心，10-基準(zhǔn)鏡，11-基準(zhǔn)鏡坐標(biāo)系，12-標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線，13-標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線相位中心。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

(一)電軸標(biāo)定

電軸的標(biāo)定方法是：采用電軸與來(lái)波方向準(zhǔn)直，并把逆來(lái)波方向標(biāo)定到aut機(jī)械坐標(biāo)系中。主要的標(biāo)定步驟為：(a)采用光學(xué)測(cè)量方法確定aut的機(jī)械坐標(biāo)系；(b)進(jìn)行常規(guī)的遠(yuǎn)場(chǎng)等高線幅度-相位方向圖測(cè)試；(c)在等高線幅度方向圖上判定aut電軸對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)臺(tái)方位角az和俯仰角el，使轉(zhuǎn)臺(tái)重新轉(zhuǎn)動(dòng)到方位角az和俯仰角el的位置，此時(shí)aut電軸與來(lái)波方向準(zhǔn)直，aut電軸等價(jià)為逆來(lái)波方向；(d)通過(guò)光學(xué)測(cè)量方法，建立轉(zhuǎn)臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)下aut機(jī)械坐標(biāo)系與測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系的關(guān)系；(e)通過(guò)坐標(biāo)變換把逆來(lái)波方向標(biāo)定到aut機(jī)械坐標(biāo)系中。

(二)相位中心標(biāo)定

相位中心標(biāo)定方法是：采用二維相位梯度法計(jì)算相位中心，并標(biāo)定到aut機(jī)械坐標(biāo)系中。主要的標(biāo)定步驟為：(a)采用光學(xué)測(cè)量方法確定aut的機(jī)械坐標(biāo)系；(b)進(jìn)行常規(guī)的遠(yuǎn)場(chǎng)等高線幅度-相位方向圖測(cè)試；(c)(c)采用光學(xué)測(cè)量方法測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)的方位軸與俯仰軸的軸距；建立aut機(jī)械坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系的關(guān)系，獲得aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)在轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)由此得到aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)oa到轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系原點(diǎn)od的矢量，根據(jù)該矢量對(duì)原始的等高線相位方向圖進(jìn)行修正，得出aut機(jī)械坐標(biāo)系下、以aut機(jī)械坐標(biāo)系原點(diǎn)為參考點(diǎn)的等高線相位方向圖；(d)基于等高線相位方向圖，通過(guò)二維的相位梯度算法求得相位中心在aut機(jī)械坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

(三)絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定

絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定方法是：在電軸與來(lái)波方向準(zhǔn)直的條件下，測(cè)試aut相頻曲線，對(duì)相頻曲線進(jìn)行差分得出電軸方向的絕對(duì)群時(shí)延。主要的標(biāo)定步驟為：(a)采用矢網(wǎng)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)喇叭的絕對(duì)群時(shí)延；(b)采用與電軸標(biāo)定相同的方法，使aut電軸與來(lái)波方向準(zhǔn)直；(c)通過(guò)光學(xué)測(cè)量方法，測(cè)量aut相位中心與標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線相位中心在來(lái)波方向上投影的距離δ；(d)分別測(cè)試aut相頻曲線和標(biāo)準(zhǔn)喇叭相頻曲線，得到aut7為接收天線時(shí)的絕對(duì)群時(shí)延τ1(fi)，以標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12為接收天線時(shí)的絕對(duì)群時(shí)延τ2(fi)，最后采用比較法得到aut絕對(duì)群時(shí)延τaut(fi)：τaut(fi)＝τhorn(fi)+τ1(fi)-τ2(fi)-δ/c，其中c為真空中的光速，fi表示工作頻帶內(nèi)的第i個(gè)測(cè)試頻率。

應(yīng)了解，本發(fā)明的窄波束天線電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法主要由aut機(jī)械坐標(biāo)系8標(biāo)定(m1)、aut和標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線架裝及轉(zhuǎn)臺(tái)參數(shù)標(biāo)定(m2)、aut等高線幅度-相位方向圖測(cè)試(m3)、電軸與來(lái)波方向準(zhǔn)直(m4)、aut姿態(tài)和距離標(biāo)定(m5)、測(cè)試系統(tǒng)改造為相頻測(cè)試(m6)、aut和標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線相頻曲線測(cè)試(m7)、相頻差分和比較法標(biāo)定aut絕對(duì)群時(shí)延(m8a)、把逆來(lái)波方向標(biāo)定到aut機(jī)械坐標(biāo)系8中(m8b)、等高線相位方向圖修正和二維相位梯度法計(jì)算相位中心(m8c)等10個(gè)主要測(cè)試項(xiàng)目，及1個(gè)輔助測(cè)試項(xiàng)目：標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定(a1)。

下面結(jié)合附圖1-2及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

應(yīng)注意，一種窄波束天線電軸、相位中心和絕對(duì)群時(shí)延的遠(yuǎn)場(chǎng)聯(lián)合標(biāo)定方法，具體應(yīng)考慮從如下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)：

步驟1、搭建測(cè)試系統(tǒng)，具體為：采用測(cè)試工裝6將aut7安裝到轉(zhuǎn)臺(tái)上，其中aut7正對(duì)來(lái)波方向5，aut7的下方設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12，并固定在測(cè)試工裝6上；aut7的背面固定基準(zhǔn)鏡10。

步驟2、aut機(jī)械坐標(biāo)系8標(biāo)定(m1)

aut機(jī)械坐標(biāo)系8一般應(yīng)根據(jù)aut自身的結(jié)構(gòu)、尺寸特征來(lái)確定，例如：拋物面的焦軸、對(duì)稱面，天線陣面法向、對(duì)稱面。aut機(jī)械坐標(biāo)系8的標(biāo)定一般較為復(fù)雜，不宜多次重復(fù)測(cè)試。為方便應(yīng)用，通常在aut上安裝測(cè)試用基準(zhǔn)鏡，通過(guò)光學(xué)測(cè)試的方法，建立aut機(jī)械坐標(biāo)系8與基準(zhǔn)鏡坐標(biāo)系11的坐標(biāo)變換關(guān)系，此后只需測(cè)試基準(zhǔn)鏡10，即可還原aut機(jī)械坐標(biāo)系8。

通常，aut機(jī)械坐標(biāo)系8三軸單位矢量為基準(zhǔn)鏡坐標(biāo)系11三軸單位矢量為光學(xué)測(cè)試給出關(guān)系式：[a]^t＝[a/c][c]^t。其中[a/c]是一個(gè)3×3矩陣，代表從坐標(biāo)系[c]變換到坐標(biāo)系[a]。

步驟3、aut7、標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12及轉(zhuǎn)臺(tái)參數(shù)標(biāo)定(m2)

由于aut7和標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12固定安裝在同一個(gè)測(cè)試工裝6上。aut、標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12、測(cè)試工裝6共同架裝在測(cè)試用轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)包括一個(gè)方位軸1和一個(gè)俯仰軸2。

測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系4簡(jiǎn)記為[g]。轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系簡(jiǎn)記為[d]，定義方式為：以方位軸1為yg軸，方位軸1位于0刻度時(shí)的俯仰軸2為xg軸，按右手定則，xg軸、yg軸的正向?qū)?yīng)方位角、俯仰角角度增加方向，方位軸1和俯仰軸2為兩條異面直線，其共垂線在方位軸1上的垂足od為轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系原點(diǎn)，另記共垂線在俯仰軸2上的垂足位od’。

在轉(zhuǎn)臺(tái)方位軸1、俯仰軸2都位于0刻度時(shí)，通過(guò)光學(xué)測(cè)試，完成以下測(cè)試項(xiàng)目：

a、建立轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系與測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系4的坐標(biāo)變換關(guān)系，即給出關(guān)系式：[d]^t＝[d/g][g]^t；

b、通過(guò)光學(xué)測(cè)試的方法測(cè)試得到基準(zhǔn)鏡10與測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系4的坐標(biāo)變換關(guān)系，然后基于步驟2中aut機(jī)械坐標(biāo)系8與基準(zhǔn)鏡坐標(biāo)系11的坐標(biāo)變換關(guān)系，建立aut機(jī)械坐標(biāo)系8與測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系4的坐標(biāo)變換關(guān)系，即給出關(guān)系式：[a]^t＝[a/g]1[g]^t，并進(jìn)一步建立aut機(jī)械坐標(biāo)系8與轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系的變換關(guān)系，即給出關(guān)系式：[a]^t＝[a/g]1[d/g]^-1[d]^t。

c、測(cè)量方位軸1與俯仰軸2的距離

d、測(cè)量aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)在轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)

步驟4、aut7的等高線幅度-相位方向圖測(cè)試(m3)

按照常規(guī)方法，測(cè)試aut的等高線幅度-相位方向圖。

步驟5、電軸與來(lái)波方向5準(zhǔn)直(m4a)

對(duì)aut7的等高線幅度方向圖進(jìn)行判讀，確定電軸指向在方向圖中的方位角讀數(shù)az0、俯仰角讀數(shù)el0。判讀規(guī)則是：在所有工作頻段內(nèi)，使要求的覆蓋范圍內(nèi)的增益最優(yōu)。

操作轉(zhuǎn)臺(tái)，使轉(zhuǎn)臺(tái)的方位軸1、俯仰軸2分別轉(zhuǎn)動(dòng)到az0、el0。

步驟6、對(duì)等高線相位方向圖進(jìn)行修正以及采用二維相位梯度法計(jì)算aut7的相位中心(m4b)

所謂二維相位梯度法，是指在指定方向的球面微分鄰域內(nèi)建立以任意矢量為參考點(diǎn)的相位標(biāo)量函數(shù)，當(dāng)所述參考點(diǎn)為相位中心時(shí)，所述相位標(biāo)量函數(shù)球面梯度為0，從而得出以相位中心矢量為未知數(shù)的球面微分方程，在球坐標(biāo)系下使用(θ，φ)或在轉(zhuǎn)臺(tái)坐標(biāo)系下使用(方位角，俯仰角)代表所述指定方向，把所述球面微分方程改寫(xiě)為以相位中心坐標(biāo)為未知數(shù)的非齊次秩虧線性方程組，采用解析方法求出所述方程組的解析通解，其中包含的對(duì)標(biāo)量相位函數(shù)的球面微分運(yùn)算，實(shí)用中替換為對(duì)實(shí)測(cè)相位方向圖的二維數(shù)值差分運(yùn)算，從而得出在所述指定方向的相位中心，對(duì)測(cè)試范圍內(nèi)的所有測(cè)試方向的相位中心取平均值，作為aut7的相位中心。

對(duì)步驟4測(cè)試得到的等高線相位方向圖進(jìn)行移動(dòng)參考點(diǎn)處理，把參考點(diǎn)移動(dòng)到aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)。然后采用二維相位梯度法，根據(jù)以aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)為參考點(diǎn)的相位方向圖，計(jì)算aut相位中心在aut機(jī)械坐標(biāo)系8中的坐標(biāo)。

設(shè)等高線相位方向圖為p(az,el)，在(az,el)方向，根據(jù)步驟3中得到的方位軸1與俯仰軸2的距離以及aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)在轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)得到aut機(jī)械坐標(biāo)系8原點(diǎn)oa到轉(zhuǎn)臺(tái)零位坐標(biāo)系原點(diǎn)od的矢量為：

然后，再得到修正后的等高線相位方向圖為k為波數(shù)。對(duì)等高線相位方向圖應(yīng)用二維相位梯度算法求解相位中心，如附圖3所示，設(shè)o點(diǎn)為測(cè)量坐標(biāo)系原點(diǎn)，因而也是遠(yuǎn)場(chǎng)球面中心，設(shè)天線在某遠(yuǎn)場(chǎng)方向(θ，φ)鄰域內(nèi)具有唯一確定的實(shí)際相位中心o’，并記相位中心處的相位為p0。在半徑為常數(shù)r的遠(yuǎn)場(chǎng)球面上將觀察到相位方向圖：

p＝p0-kr(1)

其中也是(θ，φ)的函數(shù)。相位方向圖的變化與相位中心位置有關(guān)，對(duì)相位方向圖取球面梯度，有：

其中球面梯度算子定義為并代入上式，經(jīng)化簡(jiǎn)后得到關(guān)于相位中心坐標(biāo)[r0]的秩虧線性方程組，整理為矩陣形式：

根據(jù)線性代數(shù)理論，方程組的通解由非齊次方程組特解和齊次方程組非零解構(gòu)成，因而可得aut相位中心在aut機(jī)械坐標(biāo)系8中的坐標(biāo)為：

其中，

其中，對(duì)相位方向圖的微分運(yùn)算，在實(shí)用中可替換為對(duì)相位方向圖的差分運(yùn)算。對(duì)測(cè)試波束范圍內(nèi)的所有測(cè)試方向按上述方法計(jì)算相位中心坐標(biāo)，取其平均值，即為aut7的相位中心坐標(biāo)。

步驟7、對(duì)aut7姿態(tài)和距離進(jìn)行標(biāo)定(m5)

在步驟5(m4a)環(huán)節(jié)所確定的轉(zhuǎn)臺(tái)姿態(tài)上，通過(guò)光學(xué)測(cè)試，得出以下測(cè)試：

a、建立aut機(jī)械坐標(biāo)系8與測(cè)試場(chǎng)地坐標(biāo)系4的坐標(biāo)變換關(guān)系，即給出關(guān)系式：[a]^t＝[a/g]2[g]^t；

b、測(cè)量aut相位中心9、標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線相位中心13在來(lái)波方向5上投影的距離δ。

步驟8、把逆來(lái)波方向標(biāo)定到aut機(jī)械坐標(biāo)系8中(m6b)

設(shè)測(cè)試場(chǎng)地已事先標(biāo)定了來(lái)波方向和場(chǎng)地坐標(biāo)系的關(guān)系，并有則由步驟7(m5)環(huán)節(jié)標(biāo)定的結(jié)果，可得出：即電軸在aut機(jī)械坐標(biāo)系8中的指向?yàn)椋?/p>

[b']＝-[b][a/g]2^-1(5)

步驟9、將步驟1建立的測(cè)試系統(tǒng)改造為相頻測(cè)試(m6a)

把測(cè)試系統(tǒng)改造為相頻測(cè)試系統(tǒng)，能夠在工作頻帶內(nèi)掃頻測(cè)試，得出每個(gè)測(cè)試頻率上的相位。為保證絕對(duì)群時(shí)延的測(cè)量精度，應(yīng)該滿足一定的要求，設(shè)掃頻的頻率間隔為δf。

步驟10、aut7和標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12相頻曲線測(cè)試(m7)

首先以aut7作為接收天線，測(cè)試相頻曲線為p1(f)，然后換標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12作為接收天線，測(cè)試相頻曲線為p2(f)。

步驟11、相頻差分和比較法標(biāo)定aut絕對(duì)群時(shí)延(m8)

設(shè)測(cè)試頻率為f1,f2,…,fn，頻率間隔為定值δf，相頻曲線為p(f)，則在第i個(gè)頻點(diǎn)上，絕對(duì)群時(shí)延為按上式計(jì)算以aut7為接收天線時(shí)的絕對(duì)群時(shí)延τ1(fi)，以標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12為接收天線時(shí)的絕對(duì)群時(shí)延τ2(fi)。

設(shè)事先已測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12的固有絕對(duì)群時(shí)延為τhorn(fi)，在步驟7(m5)環(huán)節(jié)測(cè)得aut相位中心9和標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線相位中心13在來(lái)波方向5上投影的距離δ，則aut7的絕對(duì)群時(shí)延為：

τaut(fi)＝τhorn(fi)+τ1(fi)-τ2(fi)-δ/c(6)

其中c為真空中的光速。

步驟12、標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12絕對(duì)群時(shí)延標(biāo)定(a1)

采用常規(guī)測(cè)試方法，使用矢網(wǎng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12的絕對(duì)群時(shí)延進(jìn)行標(biāo)定。具體方法為：把一對(duì)相同的標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12，分別標(biāo)定其相位中心，然后相對(duì)擺放，電軸方向重合，相位中心間距為l，且l滿足標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12的遠(yuǎn)場(chǎng)條件。使用矢網(wǎng)標(biāo)定“標(biāo)準(zhǔn)喇叭+空間距離l+標(biāo)準(zhǔn)喇叭”的絕對(duì)群時(shí)延為τtest(f)，則單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線12的絕對(duì)群時(shí)延為：

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。