天线测量是检验天线性能的重要环节,无线技术的飞速发展对天线的性能提出了更严格的要求,也对天线测量的精度提出了更高的标准。传统的天线测量算法已经发展得相对成熟,但高效率、高精度天线测量算法的发展还相对缓慢,制约了现有微波暗室的测试效率和测试精度。本文首先研究了基于平面波谱展开的平面近场测量算法,为进一步提高测量效率,研究了基于平面波谱展开的柱面近场测量算法,基于激励系数变量可分离的二维天线阵列准远场外推算法和基于傅里叶插值理论的天线远场欠采样方向图恢复算法。本文的具体工作如下:1.研究了基于平面波谱展开的平面近场天线测量算法。首先,对天线测量的基本理论和基本参数进行介绍。其次,基于平面波谱展开理论,推导出平面波谱函数与天线远场方向图之间的关系;然后,推导出平面波谱函数与平面近场测量值的关系,得到不考虑探头补偿的平面近远场变换方法。最后,利用Lorentz互易定理得出考虑探头补偿时通过平面近场采样数据确定天线远场辐射特性的方法;并对喇叭天线进行平面近场测量以验证算法的准确性。2.研究了基于平面波谱展开的柱面近场天线测量算法。为提高柱面近场测量数据处理的效率,本文首先基于平面近场测量理论中的天线耦合公式,推导出柱面近场测量的天线耦合公式;通过将天线产生的电磁场展开成有限的傅里叶级数之和,推导出由探头远场方向图确定探头补偿系数的方法,最终得到考虑探头补偿时,由柱面近场测量数据确定待测天线远场方向图的方法。该算法有效简化了数据分析过程且保证了测量的准确性,从而提升了柱面近场测量算法的效率。最后,对缝隙耦合阵列天线进行实际的柱面近场测量,验证了算法的准确性。3.研究了基于激励系数变量可分离的二维天线阵列准远场外推算法。为解决常规暗室环境难以满足较大口径天线的测量,近场测量设备昂贵、测试系统复杂、变换理论繁复、测试效率低等问题,本文提出了二维天线阵列准远场外推算法。首先,详细阐述了基于柱面波展开的一维天线阵列准远场外推算法;其次,基于方向图乘积定理和叠加定理,推导出基于激励系数变量可分离的二维天线阵列准远场外推算法,此外文中给出了增益修正的方法。最后,为了验证所提出的算法,仿真了对称振子天线阵列,计算结果与理论分析一致。该算法适用于二维天线阵列的准远场测量,增加了准远场外推算法的普适性,提高了测试效率。4.研究了基于傅里叶插值理论的天线远场欠采样方向图恢复算法。实际的远场天线测量中,为了得到方向图的具体信息,通常要求采样间隔小于被测天线半功率波瓣宽度的1/10,否则会给天线辐射参数带来误差。对于高增益窄波束天线,远场测量中采样间隔很小,导致采样点数多,测量时间长,测量效率低。若测量过程中采样点数不足,会给天线辐射特性参数（例如:半功率波束宽度、副瓣电平等）带来误差。本文基于傅里叶插值理论提出了天线远场欠采样方向图恢复算法,采样间隔可以增加到被测天线半功率波束宽度的量级,并且可以精确地重建任意小角度间隔的辐射方向图,显著提高了远场测量效率,尤其在多通道测量、扫频测量、多波束测量中意义重大。最后,通过数值仿真和实际测试验证了该算法在天线远场测量中的实用性和可靠性。