中文引用格式： 李志航，张伟. 基于Kriging插值的天线近场测量误差修正方法[J]. 电子技术应用，2025，51(5)：77-81.
英文引用格式： Li Zhihang，Zhang Wei. The antenna near-field measurement error correction method based on Kriging interpolation[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(5)：77-81.
引言
在实际应用中，天线的远场数据更加清晰，易于分析，而受限于空间限制，直接测量远场不够方便。因此，利用近远场变换将近场数据为远场的方法就愈加重要，这对于系统设计与天线的性能分析是十分重要的[1-10]。随着天线尺寸的增大，直接测量远场特性变得更加困难，这促使了天线近场测量技术的发展。根据天线近场测量表面形状的不同，天线的近场测量可分为三种，分别是平面近场测量[11]、柱面近场测量[12]和球面近场测量[13-17]。平面和柱面近场测量由于存在截断误差，无法获取全方位的辐射特性，因此球面近场测量逐渐成为主要选择。
球面近场采样的主流方法是等角度采样[10-14]。这种采样方式采样时采样点的间隔需要满足奈奎斯特定律，一般精确度较高，但是缺点是采样点较多，耗时较长。而增大采样间隔后，会使得近远变换得到的远场精确度不够，误差较大。本文提出了一种基于Kriging插值的近场数据修正方法[18-21]，通过对采样间隔较大的近场数据插值，达到了修正近场数据的目的，使得近场测量的采样点数得到降低，采样速度更快。Kriging插值作为本文提出的方法，相较于传统的双调和样条插值法具有显著的创新性和差异性。Kriging插值基于地统计学理论，能够充分考虑数据点之间的空间相关性，通过构建变异函数模型，不仅提升了插值精度，还能够量化插值结果的不确定性，为结果的可靠性提供了有力支持。相比之下，双调和样条插值法假设数据分布平滑且规则，主要适用于二维规则网格，对数据的空间相关性未作充分利用，且无法对插值结果的误差和不确定性进行评估。本文方法的另一创新点在于其对稀疏或不规则分布数据的适应性，特别是在天线测量中采样点减少或探头故障的情况下，Kriging插值能够通过精准建模显著减少误差。而双调和样条插值在此类场景下，往往因假设的局限性导致精度不足。以上充分体现了Kriging插值在天线近场测量领域的创新性和实际应用价值。
本文介绍了一种基于Kriging插值的近场测量方法以及基于模式展开法的球面近远变换原理，通过在仿真软件中建立喇叭天线模型，采集不同采样间隔的近场数据，将不同采样间隔的近场数据经过软件计算得到天线远场方向图以及随机减少采样点后插值得到远场方向图进行对比，验证本文算法的有效性。
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作者信息：
李志航1，张伟2
（1.南京邮电大学 波特兰学院，江苏 南京210003；
2.南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京210003）
