随着通信与电子信息技术的发展,天线在无线通信系统中的作用越来越重要。与此同时,对天线测量技术的要求也越来越苛刻,比如更高的精度和更大的带宽。一方面,球面近场测量因为不存在截断误差,可以得到待测天线完整的方向图等优点,在高精度天线测量方面得到了广泛应用。另一方面,球面近场测量的常见探头是矩形波导、圆波导、电偶极子等窄带天线,难以进行宽带测量。如果使用喇叭天线或者对数周期天线等宽带探头进行测量,则相应的近远场变换算法中,必须进行高阶探头补偿。将探头的近场进行球谐变换,其球谐系数中m为-1或者1的分量称为低阶分量,其它为称为高阶分量。前面列举的几种窄带探头刚好只有低阶分量,因此称为低阶探头。后面列举的两种宽带探头称为高阶探头。本文的主要目的就是开发出一套可以对高阶探头进行补偿的球面近远场变换算法。本文的主要工作如下:1.研究无探头补偿的球面近远场变换算法。详细介绍了矢量球面波函数,正向球谐变换和反向球谐变换的具体计算方法。2.研究低阶探头补偿算法。详细介绍了球面波传输方程,以及利用旋转函数的正交性求解待测天线的球谐系数的方法。3.采用最小二乘法进行高阶探头补偿。首先将传输方程按照两个扫描方向θ和φ进行离散,转化为一个大型矩阵方程,然后用最小二乘法对该矩阵进行预条件得到良态矩阵方程,接着通过迭代算法一次求解待测天线的所有球谐系数,最后通过两个天线的仿真模型验证了算法的准确性。4.采用快速傅立叶变换/矩阵逆方法进行高阶探头补偿。首先将传输方程对φ进行快速傅立叶变换,然后将关于θ的表达式展开成傅立叶级数,接着通过矩阵求逆得到待测天线的球谐系数,仿真模型的结果表明该算法是准确有效的。该方法需要多次对矩阵求逆,但是每个矩阵都比较小,因此计算难度很小。