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微波信号多径干扰的来源及分析概述

目录

微波信号多径干扰的来源及分析概述 1

1.1引言 1

1.2微波暗室 1

1.2.1微波暗室的结构及用途 1

1.2.2微波暗室的电参数 3

1.3天线测量方法 4

1.3.1天线远场测量 4

1.3.2天线近场测量 6

1.4电磁波的反射与折射 8

1.4.1本构关系与kDB坐标系 8

1.4.2双各向异性介质板中的电磁波反射与折射 12

1.4.3各向同性介质的电磁波反射与折射 14

1.5多径干扰的来源及抑制原理分析 16

1.5.1多径干扰的来源分析 16

1.5.2多径干扰的抑制原理分析 17

1.6机器学习自证增强判据理论 18

1.1引言

微波暗室等价于空旷无其它干扰反射的空间，在微波暗室中人为制造反射源可以实现对多径干扰环境的模拟，据此可以利用天线远场测量系统可以对微波信号传播过程中的多径干扰问题进行分析。本章介绍了微波暗室与天线测量，分析了双各向异性介质下电磁波折反射的情况，探究了微波信号多径干扰的来源及抑制原理，最后针对机器学习算法实践中的不确定性创新地提出了机器学习自证增强判据理论并加以阐述。

1.2微波暗室

1.2.1微波暗室的结构及用途

微波暗室又被称为回波室或者无反射室，由屏蔽室、吸波材料等组成，是测

量的重要工具，为微波、天线及目标RCS等测试提供了良好的环境391,使整体的测试不受外界电磁环境及天气等情况的影响，具有屏蔽外界干扰、抑制内部反射干扰的优点，并且在军事和民用项目中均占有重要地位。本文在微波暗室的环境下模拟了多径干扰环境，为多径干扰评估奠定了基础。

常用的结构分为两类，矩形暗室和锥形暗室。图2-1和图2-2是两种微波暗室的结构示意图。

镜像源拦截区域源静区(a)矩形暗室(b)

镜像源

拦截区域

源

静区

镜像源

镜像源拦截区域

源

静区

(a)矩形暗室(b)锥形暗室图2-2微波暗室的工作情况图

按照不同测试实验的要求，微波暗室的用途可分为五类[401:天线系统的测量实验、天线罩参数的测量实验、电子对抗系统设备的研究实验、电磁兼容与整机系统测试实验、目标模型模拟测试实验。

本文为了模拟真实的多径环境，选择了用于天线系统测量的矩形全封闭暗室，而暗室又等价于空旷无其它干扰反射的空间，即在屏蔽外界干扰的基础上，人为地加入了反射源，这样既可以实现对多径的模拟，还能够实时地对反射源进行调整，起到了改变多径干扰条件的作用。

1.2.2微波暗室的电参数

微波暗室主要的电参数有七个411,详见(1)--(7)。

至无穷远

至无穷远

R

远场或

夫琅和费区

天线区

、菲涅尔区-夫琅和费区分界球面

近场或

菲涅尔区

D

图2-3天线近远场及分界面示意图

(1)静区：天线辐射的近场区与远场区如图2-3所示，其中近场区与远场区的分界线满足式(2-1)的关系，静区作为满足远场条件的测试区，自然也满足该式的条件，将待测天线到远场边界的距离用R表示，并用D表示天线口径的最大尺寸，λ为天线工作的波长。

(2-1)

(2)反射率电平：等效反射和入射的电磁波幅度和相位的比值，常用T(dB)

的形式来表示，如式(2-2)所示。Ep表示入射场，ER表示反射场，对二者数值的比值取对数。数值的大小会对天线测试的精度产生一定的影响。

(2-2)

(3)交叉极化度：表征电磁信号极化的纯度。在电磁波传输过程中由于暗室结构对称的偏差、吸波材料对极化波吸收性能的差异等产生的极化分量。

(4)幅度均匀性：标准天线对静区内的待测天线发射电磁波时口径场幅度不均匀的情况。沿轴线的信号幅度起伏不超过±2dB,对待测天线进行横向及上下移动时信号幅度起伏不超过±0.25dB。

(a)平面(b)柱面(c)球面图2-8近场扫描面分类图

随着天线向高频，大孔径，窄波束宽度的迅速发展，近场扫描测量已成为大

□径天线的主要测量方法，被广泛地应用于天线方向图的幅度以及相位测试中。总的来说，它具有必威体育官网网址性好，全天候工作，信息丰富，空间利用率高，并且适用于不同的目标的优点[481。

远近场测量各有利弊，其目的都是获得测量数据，基于天线远场的辐射特性以及远场测量操作简便、扫描快的优点，本文在远场测量系统的基础上，人为设置了反射干扰源并建立了多径干扰模