随着天线性能的逐渐提高,对天线测试技术的要求也在逐渐提高。天线测试技术从远场测试发展到频域近场测试,最终发展到了时域近场测试。所有测试技术都需要经历理论提出、理论发展、实际测试验证和工程应用阶段。时域近场测试自从1994年基本理论提出后,迅速完成了理论修正和实际测试系统的搭建,基本完成了前三个阶段,但由于缺少对误差项的系统研究,导致时域近场测试一直无法进入工程应用阶段。测试误差的相关研究历来是测试技术的重要组成部分,以天线频域近场测试为例,对探头误差的修正保证了方向图副瓣的测试精度,18项误差的归纳总结明确了影响测试结果的干扰项,指引了提高测试精度的方向,结果的不确定度估计给出了测试系统的测试精度。对于时域近场测试,研究人员在完成了测试系统搭建、开展测试验证的同时,也开始了对误差项的研究,但是这些研究基本只是针对某一项或者某几项误差,是孤立、分散的,缺少系统性,导致只能得到部分影响测试结果的干扰项,无法建立起完善的误差体系。误差体系的不健全会导致无法给出时域近场测试精度的估计,阻碍了时域近场测试向工程应用阶段的发展进程。本文为了填补这一部分研究的空白,以天线时域平面近场测试作为研究对象,对时域近场测试包含的误差项进行了研究。本文的工作主要是对天线时域平面近场测试所包含的误差项进行系统深入的专门研究,明确时域近场测试的误差体系的误差项组成,对时域近场测试的独有误差的产生机理、对测试结果的影响以及修正方法或者取值约束条件进行研究,并通过仿真和实际测试验证修正方法的正确性,利用时域信号特性对部分与频域测试共有的误差项进行估计和修正。本文在研究工作中的创新点如下:第一,完成了对时域近场测试误差项来源的系统的研究,明确了时域近场测试的误差来源。首次系统地给出了时域近场测试包含的误差项,在确定时域测试同样包含频域测试的18项误差项外,还包含时域独有误差项:信号源稳定度误差、时间采样长度误差、时间采样间隔误差和探头调制误差。实际测试中在进行前三项误差修正后,测试结果的误差从1.2dB降低为0.2dB左右,证明了误差修正方法和参数选取原则的正确性,证明了对误差项研究的准确性。第二,首次提出了信号源稳定度误差的纯时域修正方法。由于受到激励信号的限制,信号源稳定度误差一般采用时频域结合方法进行修正,无法进行纯时域信号的修正,这一问题限制了时域近场测试的时域测试结果的精度。本文在明确误差项产生机理的前提下,提出采用任意波形发生器作为信号源,同时利用调制高斯信号作为激励信号,在此基础上进行了信号源稳定度误差的纯时域修正,进行误差修正后的S频段天线测试结果的副瓣电平误差从1.4dB左右降低到0.3dB左右,C频段副瓣电平误差降低到0.5dB左右验证了纯时域信号修正方法的正确性。第三,利用时域信号的特点提出了多重反射误差的新的分析方法和采样面截断误差的新的修正方法。利用时域信号的时间相关性,提出通过待测天线的端口的时域反射信号对探头与待测天线之间的多重反射信号进行估计,在近场采样过程中通过多重反射信号的近场能量分布,得到多重反射信号的远场区方向图,为多重反射信号对测试结果的影响分析提供参考。时域近场测试得到的时域远场信号中包含由于在有限平面上采样导致的反向震荡信号,通过对该信号进行截断,可以有效提高频域远场方向图的置信角域,在采样面大小不变的前提下提供更多信息。第四,针对时域采样信号在探头中发生变形的问题,明确了探头调制误差的定义,对误差的机理进行了研究,以近场测试通用的开口矩形波导探头为例,根据误差项的组成,给出了探头调制函数的数学表达式,提出了利用数值计算对探头调制误差进行修正的方法,仿真结果表明经过修正后信号幅值误差小于1%,实际测试在信噪比只有10dB左右的情况下修正后幅值误差小于10%,证明了修正方法的可行性。