無人機在電磁輻射和天線測量中發揮著重要作用，可以在真實環境中對輻射系統進行現場評估。 雖然與在電波暗室或室外尺度上進行的測量相比，這種測量的精度可能會有所降低，但它可以幫助評估天線輻射方向圖並了解環境對輻射方向圖的影響。
在某些情況下，無人機甚至配備了連續波發射器，充當 AUT 接收器。
通過比較無人機系統的精度和成本效益與傳統的陸基解決方案或有人駕駛飛機的現場天線特性測量，結果表明，基於無人機的系統具有明顯的優勢。
因此，為了進一步提高測量的準確性和效率，我們提出了一種近場測量方法，可以在不需要額外的相源的情況下重建資料。
這種方法通過提高無人機定位和資料地理配準的準確性，為測量開闢了新的可能性。
無相源重構方法在天線測量中，可能無法直接使用功率檢測器測量相位資訊，因此需要相位恢復技術。 對於相位恢復，我們需要測量兩個或多個採集表面上的NF，因為AUT NF區域中場分布隨距離的空間變化包含足夠的資訊。
作為一種簡化方案，我們通常將無限平面視為乙個封閉面（重構域），並建立第二等效原理來重構域中等效磁流以外的相同場中的AUT輻射。
在某些情況下，我們還可以將封閉的表面截斷為放置在 AUT 孔上的平坦表面，以便進行天線診斷。 此外，通過NF-FF變換，我們還可以計算AUT輻射方向圖。
使用RTK系統進行厘公尺級精度的地理參考，以及對等效電流的初步猜測，我們對輻射場的測量幅度進行了深入分析。
接下來，我們將通過最小化與測量幅度和等效電流輻射場幅度相關的非線性成本函式來進一步優化結果。 我們考慮了非線性優化技術，並詳細描述了探頭的天線特性。
探測天線是UASAM專案的重要組成部分。 在設計過程中，我們研究了許多現有的選項，最終選擇了低指向性天線。
之所以選擇這種選擇，是因為使用定向天線需要探頭校準技術，但由於無人機姿態的不確定性，探頭的方向性誤差會對雜訊係數（NF）測量產生較大的影響。
相反，低極性天線因其穩定的指向性而被廣泛認為是無人機天線測量系統的理想探頭選擇。
在選擇探頭天線時，不僅要考慮其方向性，還要考慮其他因素，例如工作頻段、頻寬、重量、尺寸和極化純度。 印刷單極天線以其低指向性、輕量化和緊湊的尺寸滿足這些需求。
這些探頭的輻射方向圖已在 4 中通過在 65 GHz 時，使用奧維耶多大學電波暗室的球面範圍進行測量。 商用單極天線在水平面上表現出良好的對稱性，而對於定製的六邊形印刷單極天線，它在繞y軸旋轉方向上的對稱性比商用單極天線更好。
在隨後的測試中，我們使用這些單極天線作為 4 的探頭對 65 GHz 的標準增益喇叭天線進行了基準測試。 我們選擇了第二個六邊形印刷單極天線作為要測試的天線。
在電波暗室的球面範圍內，我們測量了商業印刷的單極天線。 通過這些實驗，我們得出了關於無人機天線測量系統中探頭選擇的有用結論，也為後續的測量和分析提供了有價值的資料。
我們分析了準確性。
在無人機雜訊係數測量中，定位問題是乙個關鍵因素。 無人機定位誤差通常是指目標飛行路徑與實際飛行路徑之間的距離差，而地理配準誤差則表示無人機的實際位置與RTK、雷射高度計和慣性感測器估計的無人機位置之間的距離差。
在自由空間測量中，航點之間的距離可能相對較大。
在雜訊係數測量中，我們使用了NF-NF技術，該技術可以處理任意幾何採集域，從而解決了高精度定位的要求，前提是需要對採集的資料的位置進行精確的地理配準。
這個問題的推薦解決方案是使用能夠在高達 40 GHz 的頻率下實現公釐級精度的雷射跟蹤系統。
在UASAM專案中，為了實現高精度定位和資料地理配準，我們使用了RTK模組和雷射高度計。 雖然這將工作頻率的上限限制在5-6 GHz左右，但它仍然涵蓋了各種無線通訊系統的工作頻段，包括廣播、移動網路和無線導航系統。
在實驗中，我們使用了兩個工作頻率 4將 65 GHz 喇叭天線線性陣列 （AUT） 放置在電波暗室內的球形區域進行測量。
通過採用等效電流模型，我們成功地獲得了AUT的電磁等效模型。 為了分析定位誤差的影響，我們定義了兩個半徑分別為3公尺和4公尺、高度為2公尺的圓柱採集域，並將這些圓柱採集域的坐標視為目標無人機的飛行路徑。
最後，將目標飛行路徑與無人機實際飛行路徑進行對比，得到定位誤差的定量結果。
通過分析誤差的概率密度函式，我們發現x軸和y軸方向的定位誤差約為15-30 cm，而z軸方向的誤差減小到小於10 cm。
為了測量RTK系統的地理配準不確定性，我們將無人機放置在固定位置，並記錄了RTK的地理位置資料十分鐘。 在水平面（x，y 軸）上，RTK 地理位置的標準差約為 px，y = 1-15 cm，在高度（z 軸）方向上，標準偏差增加到 pz = 3-4 cm。
通過引入雷射高度計，我們成功地將這種不確定性降低到 pz = 1-2 cm。
為了確定地理配準誤差對輻射方向圖的影響，我們引入了乙個符合正態概率密度函式n（0， ）的隨機誤差，並將其新增到真實無人機飛行路徑的坐標中。
通過這種深入分析，我們基於AUT的等效電流模型計算了以下位置的雜訊係數（NF）： 考慮到定位和地理配準誤差，我們使用迭代相位反演技術（PSRM），並基於計算出的NF幅度計算了AUT的自由空間（FF）模式。
指出，即使沒有地理配準誤差，定位誤差對輻射方向圖的影響也不大，差異小於1 dB。 即使考慮到UASAM測量的低地理配準不確定性，也可以看到旁瓣水平的差異。
如果地理配準不確定性增加到 px， y = 4 cm， pz = 2 cm，則這些差異會進一步增加。 通過應用迭代相位反演技術（PSRM），可以將無人機定位誤差對FF模式的影響降到最低。
這凸顯了定位和地理參考誤差在雜訊係數測量中的重要性，並就如何通過先進的相位檢索技術減少其影響提供了建議，為未來的天線測量和分析提供了有用的指導。
結論得到了驗證。
為了驗證UASAM天線在高頻下的效能，研究團隊進行了S波段和C波段實驗。 在實驗中，我們測量了電波暗室的球面範圍，並以此為基準。
因此，我們獲得了天線診斷和自由空間模式的資料。 在第乙個實驗中，我們在 2 中使用了兩個作品5 至 4 GHz 頻段的喇叭天線陣列。
訊號發生器提供 +10 dBm 的功率，並通過功率分配器傳送到兩個喇叭天線。 無人機放置在機場中央，站在3公尺高的桿子上，地面RTK裝置距離無人機約10公尺，地面站（膝上型電腦）位於機場一側。
在我們的實驗中，我們研究了各種採集區域，包括平面、圓柱體和球體。 無人機可以在圍繞 AUT 的垂直軸上飛行，同時與該軸保持一致的方向。
經過進一步研究，我們發現圓柱形採集路徑適用於這種NF測量，因為它只在垂直軸上引入了誤差。 核心思想：訊號發生器提供功率，通過功率分配器傳遞到天線; 無人機處於一定高度，與地面RTK裝置和地面站保持一定距離; 地面站設定在機場旁邊; 在實驗中研究了各種收集區域。 無人機可以在垂直軸上飛行，並與軸保持一致的方向; 在這種情況下，圓柱形採集路徑適用於NF測量。
在此應用示例中，UASAM 大約需要 15 分鐘來安裝和設定。 每個氣缸的測量時間分別約為 10 分鐘 （r=3 m） 和 15 分鐘 （r=4.）5公尺），無人機的飛行速度為12 公尺秒
每 25 毫秒進行一次測量，RTK、雷射高度計和慣性感測器提供的資訊用於地理參考測量。 在實驗中觀察到主瓣和旁瓣。
研究結果清楚地表明了UASAM在天線診斷和表徵評估中的可行性。 這項研究的關鍵是將具有厘公尺級精度的地理配準系統與僅使用 NF 幅度進行測量的演算法相結合。
這使得在各種幾何採集域中執行天線測量變得更加容易，降低了無人機所需的硬體和感測器的複雜性，從而實現了緊湊和低功耗的無人機系統。
這種方法成功地平衡了成本和精度，為天線測量系統帶來了多重好處。 UASAM的快速部署和執行使其具有在各種無線通訊系統現場進行快速天線測試的巨大潛力。
這些實驗結果有力地支援了UASAM的實際應用和未來天線測量技術的發展，也強調了該系統在提高無線通訊系統效能和可靠性方面的重要地位。