輻射、散射近場測量及近場成像技術(shù)的研究進(jìn)展
(4)掃描面截斷誤差的影響
掃描面截斷誤差對測量結(jié)果的影響是學(xué)者們一直關(guān)注的一個問題。在散射近場測量中,目標(biāo)將入射場向各個方向散射,這時,掃描面的截斷誤差使后向空間散射方向圖的可信域變成了一個比90°小得多的錐形角域。典型目標(biāo)掃描面截斷誤差對后向空間散射方向圖可信域分析的理論公式已經(jīng)給出,并進(jìn)行了實驗驗證,驗證結(jié)果與理論分析結(jié)果非常吻合[18]。
(5)其他誤差分析
輻射近場測量所有的誤差源在散射測量中依然存在,除掃描面截斷誤差有定量的分析之外,其他方面的誤差分析只做了簡單的探討,并未給出定量的計算公式。
2.3、平面散射近場測量的可信域
平面散射近場測量后向空間散射方向圖的可信域[18]如下:
(1)平板
若平板的幾何尺寸為2a×2b,平面波垂直入射,可信域θ為
-arcsin[(B/(d2+B2)1/2-(2 g″(A)/k)1/3]≤θ≤
arcsin[(B/(d2+B2)1/2-(2 g″(A)/k)1/3],(2)
式中B=A+a,k=2π/λ,g(x)=x sin θ-[d2+(x+a)2]1/2-π/(4k),且A為一維掃描面的邊界點;a為被測目標(biāo)長度的邊界點;g″(A)為g(x)的二階導(dǎo)數(shù)在掃描面邊界點的值;k為傳播常數(shù);λ為波長;d為取樣面與目標(biāo)的距離;θ為遠(yuǎn)區(qū)散射場觀察點位置矢量與掃描面法線的夾角。
(2)圓柱
對于底半徑為a,高度為L的圓柱體,當(dāng)平面波垂直入射時,其可信域θ可用下式來估計
sin θ1≤A/C1/2+2 A a d′/C5/2-3×(2/k)1/2│ g″(A)│ (3)
sin θ2≤A/D1/2-3×(2/k)1/2[A2/D3/2-1/D3/2] (4)
取θ=min{θ1,θ2},則可信域的角域為(-θ,θ)。式中C=A2+d′2;d′=d+a;D=A2+d2+L2。
前述兩種可信域的估算公式都是在平面波垂直入射條件下得出的。由估算公式可以看出,掃描面A越大,則可信域θ也隨之增大,與截斷電平關(guān)系不大。
當(dāng)平面波以α角斜入射時,只要將式(2)~(4)中的k用k cos α代換,sin θ用sin θ-sin α代換,估算公式仍然成立。在這種情況下,可信域的上限空間要變小,α>0,可信域向θ方向移動,α<0,可信域向-θ方向移動。
2.4、平面散射近場測量尚未解決的問題
(1)平面散射近場的誤差分析與模擬
平面散射近場的誤差分析與模擬只進(jìn)行了很少一部分工作,并未見到各項誤差對測量數(shù)據(jù)影響上界的報道。
(2)單發(fā)單收測量方法的嚴(yán)格理論證明
單發(fā)單收測量方法在實驗中證明是可信的,但該方法的理論機(jī)理還須進(jìn)一步研究。
(3)其他掃描方式(柱面、球面)的理論探討。
-arcsin[(B/(d2+B2)1/2-(2 g″(A)/k)1/3]≤θ≤
arcsin[(B/(d2+B2)1/2-(2 g″(A)/k)1/3],(2)式中B=A+a,k=2π/λ,g(x)=x sin θ-[d2+(x+a)2]1/2-π/(4k),且A為一維掃描面的邊界點;a為被測目標(biāo)長度的邊界點;g″(A)為g(x)的二階導(dǎo)數(shù)在掃描面邊界點的值;k為傳播常數(shù);λ為波長;d為取樣面與目標(biāo)的距離;θ為遠(yuǎn)區(qū)散射場觀察點位置矢量與掃描面法線的夾角。
(2)圓柱
對于底半徑為a,高度為L的圓柱體,當(dāng)平面波垂直入射時,其可信域θ可用下式來估計
sin θ1≤A/C1/2+2 A a d′/C5/2-3×(2/k)1/2│ g″(A)│ ,(3)sin θ2≤A/D1/2-3×(2/k)1/2[A2/D3/2-1/D3/2] 。(4)取θ=min{θ1,θ2},則可信域的角域為(-θ,θ)。式中C=A2+d′2;d′=d+a;D=A2+d2+L2。
前述兩種可信域的估算公式都是在平面波垂直入射條件下得出的。由估算公式可以看出,掃描面A越大,則可信域θ也隨之增大,與截斷電平關(guān)系不大。
當(dāng)平面波以α角斜入射時,只要將式(2)~(4)中的k用k cos α代換,sin θ用sin θ-sin α代換,估算公式仍然成立。在這種情況下,可信域的上限空間要變小,α>0,可信域向θ方向移動,α<0,可信域向-θ方向移動。
2.4、平面散射近場測量尚未解決的問題
(1)平面散射近場的誤差分析與模擬
平面散射近場的誤差分析與模擬只進(jìn)行了很少一部分工作,并未見到各項誤差對測量數(shù)據(jù)影響上界的報道。
(2)單發(fā)單收測量方法的嚴(yán)格理論證明
單發(fā)單收測量方法在實驗中證明是可信的,但該方法的理論機(jī)理還須進(jìn)一步研究。
(3)其他掃描方式(柱面、球面)的理論探討。