极平面近场测量理论一经提出就受到广大研究者们的关注。由于待测天线口径面竖直向上,采样点网格呈放射状,使极平面近场测量具有机械操作简单、竖直方向重力平衡等优点,因此极平面近场测量在大型宇航天线的测量上有重要应用。为更好地将极平面近场测量应用于工程实践中,本文首先阐述了极平面近场测量的机械采样方式,讨论了其机械与算法优势,然后结合麦克斯韦方程组与边界条件,应用天线辐射理论推导出天线辐射远场与天线近场电磁流密度之间的关系表达式。应用其关系式得出无探头补偿下的极平面近远场变换公式。为更加地符合实际工程,通过待测天线与测量探头之间的互易定理,得到探头输出与待测天线近场之间的关系,然后应用卷积定理,推导出扫描面上视在感应电磁流密度的关系表达式。再次应用天线辐射理论,获得探头补偿下的辐射积分以及天线辐射远场与辐射积分之间的关系,从而推导出探头补偿下的极平面近远场变换表达式。为计算近远场变换表达式中的辐射积分,本文分别介绍了拉格朗日插值算法、雅克比-贝塞尔级数展开法等在辐射积分数值计算中的应用,比较了其各自优缺点,突出雅克比-贝塞尔级数展开法计算精度高、可直接被应用的优点,并给出了最终的辐射积分计算公式,同时阐述了梯形积分法与辛普生积分法在级数展开系数中的应用,得到了完整的极平面近远场变换计算公式。应用软件Matlab编写极平面近远场变换程序,建立43?31半波对称振子阵列、喇叭天线等天线模型,理论计算出极平面近场数据及各自的理论远场方向图。将得到的近场数据代入极平面近远场变换程序中,进而得到待测天线的辐射远场,将其与理论远场作对比,以验证本文极平面近场测量理论的正确性与实用性。其中,本文从理论计算与仿真软件HFSS两个方面对喇叭天线的近场与远场进行了计算。仿真结果证明,极平面近远场变换所得远场与理论远场吻合良好,其正确性得到验证。论文也对极平面近远场变换理论中几个敏感因素做了误差分析,包括扫描面大小、方位角采样间隔、径向采样间隔、雅克比-贝塞尔级数展开精度等等,以利于极平面测量理论在工程实践中的应用与工程分析。另外,为进一步完善极平面近远场变换理论,论文从级数展开系数的算法改善、极平面采样优化、辐射积分快速计算等三个方面对极平面近场测量做出详细探讨。其中,通过Cotes积分法使极平面近场测量能够更好地适用于扫描面场值骤变的情况;提出双半波长采样方法,与传统极平面采样方法相比,大大减少了采样点数目,能够为实际工程测量节约大量时间;由于二维FFT无法直接应用于极坐标网格数据的计算,论文通过公式等价变换,将一维FFT应用于辐射积分的计算当中,为辐射积分的快速计算提供了新方法。