近远场变换

电磁场近场和远场的差别无线电波应该称作电磁波或者简称为EM波，因为无线电波包含电场和磁场。

来自发射器、经由天线发出的信号会产生电磁场，天线是信号到自由空间的转换器和接口。

因此，电磁场的特性变化取决于与天线的距离。

可变的电磁场经常划分为两部分——近场和远场。

要清楚了解二者的区别，就必须了解无线电波的传播。

电磁波图1展示了典型的半波偶极子天线是如何产生电场和磁场的。

转发后的信号被调制为正弦波，电压呈极性变化，因此在天线的各元件间生成了电场，极性每半个周期变换一次。

天线元件的电流产生磁场，方向每半个周期变换一次。

电磁场互为直角正交。

1.围绕着半波偶极子的电磁场包括一个电场(a)和一个磁场(b)。

电磁场均为球形且互成直角天线旁边的磁场呈球形或弧形，特别是距离天线近的磁场。

这些电磁场从天线向外发出，越向外越不明显，特性也逐渐趋向平面。

接收天线通常接收平面波。

虽然电磁场存在于天线周围，但他们会向外扩张(图2)，超出天线以外后，电磁场就会自动脱离为能量包独立传播出去。

实际上电场和磁场互相产生，这样的“独立”波就是无线电波。

2.距离天线一定范围内，电场和磁场基本为平面并以直角相交。

注意传播方向和电磁场均成直角。

在(a)图中，传播方向和电磁场线方向成正交，即垂直纸面向内或向外。

在(b)图中，磁场线垂直纸面向外，如图中圆圈所示。

近场对近场似乎还没有正式的定义——它取决于应用本身和天线。

通常，近场是指从天线开始到1个波长(λ)的距离。

波长单位为米，公式如下：λ=300/fMHzλ=300/fMHz因此，从天线到近场的距离计算方法如下：λ/2π=0.159λλ/2π=0.159λ图3标出了辐射出的正弦波和近场、远场。

近场通常分为两个区域，反应区和辐射区。

在反应区里，电场和磁场是最强的，并且可以单独测量。

根据天线的种类，某一种场会成为主导。

例如环形天线主要是磁场，环形天线就如同变压器的初级，因为它产生的磁场很大。

3.近场和远场的边界、运行频段的波长如图所示。

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。

雷达目标RCS近远场变换的开题报告本文将就雷达目标RCS近远场变换进行深入探讨，包括相关概念、理论背景、实现方法及应用领域。

近场与远场是雷达探测中的重要概念，近场指的是雷达与目标之间的距离小于波长的一半，远场指的是雷达与目标之间距离大于波长的一半。

雷达探测中，我们需要对目标进行RCS （Radar Cross Section）计算以判断目标的性质，然而目标的RCS通常只适用于远场，而近场下的RCS需要通过近远场变换来进行转换。

本文将首先介绍雷达探测中的两个概念：雷达方程和RCS。

雷达方程依靠雷达发射和接收的信号特征，通过数学模型来计算目标和雷达距离、方向、速度等参数。

RCS是指单位面积目标在电磁波下反射能力的大小，是评价目标隐身性能的重要指标。

然后，将介绍雷达目标近远场变换的理论基础，包括Huygens原理和Kirchhoff积分公式。

这两个理论为近远场变换提供了基础，使得我们可以将近场下的RCS转换为远场下的RCS，以便于对目标进行分析与识别。

在实现方面，本文将讲解两种方法：FFT（Fast Fourier Transform）和Spherical Wave Expansion（SWE）。

FFT是一种快速傅里叶变换方法，可以用于处理多维信号和数据，能有效地将近场下的RCS信号与远场下的RCS信号进行转换。

而SWE方法则是一种能够在球面坐标系下描述电磁场的方法，其可以将雷达信号分解为球面波，然后再将其转换为近场或远场下的RCS信号。

最后，本文将讲解近远场变换在雷达探测中的应用领域。

其中包括目标反射特性测量、目标识别、目标探测等。

通过对近远场变换的深入了解，我们能够更好地使用雷达技术进行目标探测与识别，提高雷达探测的准确性和效率，并在航空、军事、安防等领域得到广泛应用。

基于散射矩阵的目标RCS近远场变换及实验研究基于散射矩阵的目标RCS近远场变换及实验研究随着雷达技术的快速发展，目标散射特性的研究成为了雷达领域的重要课题之一。

雷达是一种通过接收目标回波信号判断目标特性的设备，而目标的散射特性又是雷达接收到的回波信号的基础。

雷达散射截面（RCS）是描述目标散射能力的一个重要物理量，它可以用来表示目标对雷达波的散射反应。

准确地研究目标散射特性对于雷达系统设计和目标识别有着重要的意义。

近年来，基于散射矩阵的目标RCS近远场变换及实验研究成为了热门课题之一。

散射矩阵是一种用来描述目标散射特性的数学工具，它通过将目标散射场和入射场的关系进行数学表示，可以得到目标的散射特性。

目标的散射特性一般由目标的外形、材料特性以及入射波的频率和角度等因素所决定。

散射矩阵可以反映目标在不同频率和角度下的散射特性，进而用于RCS的分析和预测。

基于散射矩阵的目标RCS近远场变换是指通过散射矩阵的相关数学变换，将目标在远场的散射特性转换为近场的散射特性。

近场和远场是电磁波传播距离的两个极限情况，它们的特性有很大的差异。

通常情况下，雷达系统工作在远离目标的位置，而目标的散射特性则是在近场下研究的。

因此，将目标在远场的散射特性转换为近场的散射特性可以更好地对目标进行分析和定量研究。

实验研究是基于散射矩阵的目标RCS近远场变换的重要手段。

通过实验的方法可以获取目标的散射矩阵数据，进而进行数据处理和分析。

在实验研究中，通常采用雷达系统对目标进行扫描和测量，得到目标在不同频率和角度下的散射特性。

实验研究需要考虑到目标的准确放置、数据的采集以及数据的处理等方面的问题，以确保实验数据的准确性和可靠性。

基于散射矩阵的目标RCS近远场变换及实验研究可以被应用于多个领域。

例如，它可以用于目标识别和目标分类任务中，通过分析目标的散射特性可以识别目标的种类和属性。

此外，基于散射矩阵的研究还可以用于雷达系统的设计和性能评估，通过分析目标在不同频率和角度下的散射特性，可以对雷达系统的探测能力和抗干扰能力有所评估。

球模式展开理论近远场变换及快速算法李南京;李元新;胡楚锋【摘要】基于球模式展开理论的近远场变换是天线球面近场测量系统实现的关键,它将待测天线在空间建立的场展开成球面波函数之和,由于其计算公式复杂,因而计算耗费时间长.该文在实际计算中利用快速傅里叶变换及矩阵的思想可以大幅度提高程序运行速度,节省计算时间.采用该方法对角锥喇叭天线的近远场数据进行仿真验证,结果表明外推远场的结果和理论值吻合良好,说明了该方法在保证计算精度的同时,可缩短计算时间.%The theory of near-field to far-field transformation using spherical-wave expansions is the key to implement the spherical near-field antenna measurement system. It can develop the field in the space which is built by antenna expanding into the sum of spherical wave functions. Because of its complex formula, it will consume a long time to compute. The FFT transformation and the ideas of matrix are put into used in this paper, so the compute speed can be improved and the compute time can be saved. Using this method to testify the near-field data and the far-field data of a horn antenna, the results show that the far-field pattern computed from near-field date and the far-field pattern from theoretical integral equations are compared very well. It is approved that this method can guarantee the calculation precision and shortens the compute time at the same time.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2015(037)012【总页数】5页(P3025-3029)【关键词】天线球面近场测量;球模式展开理论;近远场变换;快速算法【作者】李南京;李元新;胡楚锋【作者单位】西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安 710065;西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安 710065;西北工业大学电子信息学院西安710072;西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TN82天线测量按照测试场地通常可划分为：紧缩场测量、远场测量和近场测量［1-3］。

有源相控阵天线的近场校准焦禹;陈文俊【摘要】In order to calibrate the phased array antenna and reduce the impact of element failure and am-plitude-phase errors,this paper proposes a calibration method which considers the mutual coupling. On the basis of the calibration with the near-field scanning method,the elements is calibrated by the rotating ele-ment electric-field vector( REV) method.With the REV method,the large-scale phased array antenna is distributed into some small areas such as middle areas and edge areas to make the signal vary more signifi-cantly . The re-calibration method can find out the failure elements and improve the phased array antenna's amplitude-phase consistency. The calibration of sub-region with the REV method can diminish the effect of the mutual coupling and shorten the calibration period. The simulations validate that the method has a good accuracy to calibrate the large-scale phased array antenna and can improve the calibration results.%为实现对相控阵天线的校准，降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响，提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。

第17卷第1期2001年3月 微　波　学　报J O U RN A L O F M ICROW AV ESV o l.17No.1　M ar.2001天线平面近场测量中一种近远场变换方法研究Investigation of Near-Field-Far-Field Transformation in Antenna’s Planar Near-Field Measurements薛正辉　高本庆　刘瑞祥　杨仕明　刘　超(北京理工大学电子工程系,北京100081)XUE Zhenghui,GAO Benqing,LIU Ruixiang,YANG Shiming,LIU Chao(Department of Electronic Engineering,Beijing I nstitute of Techmology,Beijing100081)【摘要】　本文研究了一种应用于天线平面近场测量中完成近远场变换的数值算法。

利用此方法可以依据天线平面近场测试数据快速简便地求得天线远场方向图及其它特性,其精度较高;同时可以很方便地进行探头修正,并讨论天线平面近场测试中各关键参数对测试结果的影响。

本文给出了理论依据和具体计算实例,与传统方法进行了比较,并得出了结论。

关键词:　天线平面近场测试,近远场变换Abstract:　This paper prov ided a new a lg orithm used in antenna's planar nea r-field measure-ments to co nduct nea r-field and far-field transfo rmations.Th e far-field pat terns and per for mancesof a ntenna under measurement can be o btained rapidly and efficiently by this method co mpa red tosome co nv entio nal methods,th e precisio n is go od enough.At the same time,the cor rections ofpro be-effect ca n be easily do ne and the effec t o f so me key para meters in mea sur ements can be easi-ly discussed.This pape r giv es principles a nd calcula tio n ex amples,and co nclusio ns a re r each ed.Key terms:　Antenna's plana r near-field measurement,N ear-field a nd fa r-field tra nsfo rma-tio n一、引 言传统的天线测试要求满足被测天线的远场条件。