一般而言，天線近場測量系統是一套在中心計算機控制下進行天線近場掃描、數據採集、測試數據處理及測試結果顯示與輸出的自動化測量系統。整個天線近場測試系統由硬體分系統和軟體分系統兩大部分構成。硬體分系統又可進一步分為測試暗室子系統-包括無反射測試室及附屬機構，採樣架子系統-包括多軸採樣架及多軸步進電機、多軸運動控制器、伺服驅動器、近場測試探頭、工業控制計算機及外設等，信號鏈路子系統-包括矢量網路分析儀系統（或者時域信號源及時域接收機）、數據處理計算機及外設等。核心是採樣架子系統。軟體分系統又包括測試控制與數據採集子系統、數據處理子系統和結果顯示與輸出子系統三個組成部分，核心是數據處理子系統。
基本介紹
- 中文名：天線近場測試系統
- 外文名：Antenna near field test system
- 套用學科：通信
概述,硬體分系統,軟體分系統,
概述
一般而言，天線近場測量系統是一套在中心計算機控制下進行天線近場掃描、數據採集、測試數據處理及測試結果顯示與輸出的自動化測量系統。整個天線近場測試系統由硬體分系統和軟體分系統兩大部分構成，其系統組成如圖1所示。硬體分系統又可進一步分為測試暗室子系統-包括無反射測試室及附屬機構，採樣架子系統-包括多軸採樣架及多軸步進電機、多軸運動控制器、伺服驅動器、近場測試探頭、工業控制計算機及外設等，信號鏈路子系統-包括矢量網路分析儀系統（或者時域信號源及時域接收機）、數據處理計算機及外設等。核心是採樣架子系統。軟體分系統又包括測試控制與數據採集子系統、數據處理子系統和結果顯示與輸出子系統三個組成部分，核心是數據處理子系統。
由於每個近場測試系統根據測試功能需求都有各自的特點，統一地介紹近場測試系統而又能夠適應於各個不同個體是比較困難的，脫離開某一具體系統要想描述清楚近場測試系統的一般情況也是困難的，因此這裡主要以筆者自己單位組建的近場測試系統為背景和樣本介紹近場測試系統，特別注意了對一般規律和一般要求的歸納，迴避了極具個性特色的地方，力求使讀者能夠對近場測試系統的全貌有所了解，而不僅是一個具體實例。筆者自己單位的近場測試系統是以時域測試為基本框架組建的，當然由於時域近場測試是由頻域近場測試發展而來的，其系統是可以向下兼容到頻域近場測試系統的，實際上也確是如此，在這套系統上是時域測試功能和頻域測試功能兼有的，僅是在進行具體測試時根據需求更換測試儀表和測試探頭，調整採樣控制方式而已，因此這裡的介紹是時頻域兼具的。此外還要說明的是，天線近場測試系統組建的理論和技術領域已經比較深入和廣泛，已經有不少技術文章和專著加以詳盡介紹和討論，鑒於本書的主要宗旨，這裡僅是加以初步介紹，本章不可能、也無必要把近場測試系統設計的全部理論和技術完整介紹，有需求的讀者可以進一步參考更為深入的資料。
圖1天線近場測試系統組成
硬體分系統
硬體分系統又可進一步分為測試暗室子系統-包括無反射測試室及附屬機構，採樣架子系統-包括多軸採樣架及多軸步進電機、多軸運動控制器、伺服驅動器、工業控制計算機及外設等，信號鏈路子系統-包括矢量網路分析儀系統（或者時域信號源及時域接收機）、數據處理計算機及外設等。核心是採樣架子系統。
根據執行的是頻域測試還是時域測試，硬體分系統存在明顯的區別。時域近場測量系統是在頻域近場測量系統的基礎上發展起來的。時域近場測量系統同頻域近場測量系統的不同之處在於信號源、接收設備、探頭方面。頻域測試系統的信號鏈路一般以矢量網路分析儀系統為中心組織，測試探頭一般選用各個波段標準波導開口天線，而時域系統一般採用窄脈衝發生器作為測試信號源，以採樣接收機作為近場測試信號接收設備，在信號源與接收機之間採用外觸發同步方式，測試探頭則需採用超寬頻天線。
測試暗室子系統主要承擔著測試系統電磁環境保障的任務；採樣架子系統是硬體系統的核心，它的任務是根據用戶的設定或指令，帶動探頭按預設的方式運動，並實時反饋位置和速度信息，在中心計算機的控制下，與信號鏈路子系統相配合，完成採樣任務；信號鏈路子系統完成信號的產生、傳輸、輻射、接收和採集。
以筆者單位組建的天線時域近場測試系統為例，其硬體系統組成如圖2所示。
1．測試暗室子系統
近場測量通常在暗室內進行。暗室又稱為電波暗室，有的暗室又被稱為微波暗室、無反射室等。暗室的作用首先是防止外來電磁波的干擾，使測量活動不受外界電磁環境的影響，防止測試信號向外輻射形成干擾源，污染電磁環境，對其他電子設備造成干擾。第二，在暗室中進行測試可以做到保密和避免外來電磁干擾，工作穩定可靠。第三，在暗室這一室內測試環境下執行測試可以做到全天候工作，不受環境因素干擾。
一般電波暗室可分為兩類：電磁兼容測試的電波暗室和天線測試電波暗室。
就天線測試電波暗室來說，主要功能是模擬自由空間環境，因此電波暗室的六個面全部貼上吸波材料，在主反射區貼上比其他區域性能更優質的吸波材料。在理想狀態下暗室各個方向都應無電磁波反射，這是建造天線測試電波暗室的原則。雖然無論設計得多么合理，建造得多么完善，在各個方向上都沒有電磁波反射顯然是不可能的。因此設計天線測試暗室時，首先需要根據待測天線的口徑尺寸、頻率範圍、輻射特性等設計一個“靜區”，靜區內的電磁環境應符合待測天線的測試需要。
一般來說，進行天線測試的暗室對電磁禁止沒有嚴格的要求，有的甚至不需要單獨設計禁止體進行禁止，直接在牆壁上貼上吸波材料即可，利用建築牆壁和吸波材料對電磁波的禁止和吸收效果即可滿足要求。不過，這當然還要看建造暗室地點的電磁環境如何，電磁環境不同其要求也不一樣。如果建造暗室的地點周邊電磁環境較差，可能影響到測試結果時，或者在天線測試時輻射功率較大，可能影響到周圍的電磁環境時，則需考慮建造合適的禁止體進行禁止。
圖2 時域近場測量硬體系統框圖
天線測試暗室其性能要求無統一標準，以禁止測試暗室為例，其主要技術指標包括以下若干項。
表1 禁止測試暗室的主要技術指標
工作頻率範圍 | |
暗室吸收特性 | |
靜區位置及尺寸 | |
靜區要求 | 靜區交叉極化 |
靜區最大反射電平 | |
靜區多路徑損耗 | |
靜區場強幅度均勻性 | |
禁止效能 | 1MHz～1GHz |
1～10GHz | |
10～18GHz | |
18～40GHz | |
40～110GHz | |
一般來說頻率範圍應滿足測試需要，在設計的天線測試暗室靜區內最大反射電平值相對主波束電平值低於45dB，橫向和縱向場強均勻性優於1.5dB。當然，表1所列出的和前述的指標數值只是一般小型天線測試暗室的性能要求，對於高性能天線、低副瓣天線或者有特殊要求的天線，還應根據實際需要計算設計暗室的性能要求。例如，對於一個測量雷達天線所用的大型微波暗室來說，還需主要考慮吸波材料的功率容量等問題。就暗室規模來說，用於進行遠場測試的電波暗室，當然應該考慮暗室空間符合遠場測試條件。不過，用於近場測試的暗室其尺寸一般遠小於遠場測試，基本上只取決於待測天線口徑和採樣架規模。除此以來，設計天線測試的電波暗室還需考慮包括電源與信號通路、通風、照明、空調、安全與消防等諸多因素。
目前暗室設計已經成為一個獨立的研究和套用方向，其專業化和工程化程度都很高，感興趣的讀者可以參看這方面的許多專著。
圖3即為一個為近場測量服務的禁止測試暗室。該暗室內部貼滿禁止材料，外部為鋼殼六面全包並良好接地，因此該暗室既是一個天線測量暗室又是一個電磁兼容測試暗室。暗室內配備空調、通風口和電源，其中電源的引入需經由電源濾波器。連線暗室內設備的各種電纜通過兩個截止波導進入暗室，以防止電磁波的泄漏。暗室內還配備照明設備、煙感探頭和視頻監視器。
圖3禁止測試暗室
在時域近場測量的三個硬體分系統中，暗室與傳統的頻域近場測量所用的暗室相比無甚差別。
2．採樣架子系統
採樣架子系統是近場測量硬體系統的核心，其主要包含採樣架本體和伺服系統兩部分。採樣架的功能是帶動近場測試探頭在待測天線近場範圍內進行掃描取樣，典型的多軸採樣架有水平、垂直、伸縮、極化四個自由度，每個自由度可由程式獨立控制。
目前絕大多數平面近場測量都採用垂直面採樣模式，因為這種模式最易使採樣架實現高精度和大的採樣範圍。垂直面採樣模式要求被測天線的口徑也是垂直放置的，但在一些特殊情況下，被測天線的口徑無法垂直放置（如星載大口徑編織型反射面天線在地面測量時其口徑只能水平張開，又如一些車載或艦載相控陣天線的口徑只能是傾斜的），此時就要求採樣架遷就被測天線。目前已開發出了水平面採樣架和任意傾斜面採樣架，對於任意傾斜面採樣架來說（當然其可以進行垂直面和水平面採樣），一種高效的設計就是高精度的搖臂和大承載固定面採樣架的組合。在這種設計中，原來裝載探頭的位置用來裝載搖臂，搖臂可以在正交的兩軸自由旋轉，而探頭裝載在搖臂上。
一個典型的自立式平面近場測試採樣架如圖4所示。美國NSI公司的兩款平面近場採樣架如圖5和圖6所示。
圖4自立式平面近場測試採樣架
圖5NSI300V-6´6採樣架
圖6NSI300V-18´18採樣架
採樣架的各軸是在控制系統的統一指揮下按照預定軌跡運動的。舉例來說，可以採用PMAC卡構成控制系統的核心。PMAC卡即多軸可程式控制卡，是美國DELTATAU數字系統公司生產的功能強大的運動控制器。藉助於Motorola的DSP56001數位訊號處理器，它可同時操控8軸，並且每一軸的運動都是獨立的，因而可實現多軸聯動。PMAC具有極強的伺服控制功能，20MHz的CPU處理速度，準確平滑的軌跡特性，良好的輸入頻寬特性，使其優於其他非DSP控制器。
時域近場測試的採樣架從結構與機械精度方面也與頻域近場測量的採樣架相似。
近場測試中的理想探頭應該具有弱方向性甚至無方向性、強極化性且前向無零點等特徵，典型的近場測試探頭採用波導開口天線。例如：用八付開口波導探頭覆蓋L波段到Ku波段：
—HD-9OEWG開口波導探頭0.1～1.2GHz；
—HD-14OEWG開口波導探頭1.1～1.8GHz；
—HD-22OEWG開口波導探頭1.8～2.6GHz；
—HD-32OEWG開口波導探頭2.6～4.0GHz；
—HD-48OEWG開口波導探頭4.0～6.0GHz；
—HD-70OEWG開口波導探頭6.0～8.0GHz；
—HD-100OEWG開口波導探頭8.0～12.0GHz；
—HD-140OEWG開口波導探頭12.0～18.0GHz。
從理論上說，時域近場測量所用的探頭應與頻域近場測量所用的探頭不同，除了應具備頻域探頭所具有的小口徑、增益適中、前半空間方向圖均勻無零點這些特點外，還應具有超寬頻和無色散（或儘量小的色散）特性。圖7所示HD-10180DRHA(T)加板雙脊喇叭探頭是一種時域近場測試超寬頻探頭的實例，其覆蓋頻率範圍可達1～18GHz。
在本章的前一節已經指出，由於時域探頭修正在實際測量中非常困難，所以最好的時域探頭應是不需修正就能達到比較高的測量精度，尤其要避免色散修正。但是滿足這樣要求的天線難以設計，所以時域探頭是天線時域近場測量配套技術中一個亟待攻克的難點。目前時域近場測量採樣頻域近場測量所用的矩形開口波導探頭（對於一般的天線來說，開口波導探頭的頻寬大於被測天線的頻寬，故可用），相應地採用時頻域結合法進行數據處理，這樣探頭修正可在頻域內完成。
圖71~18GHz加板雙脊喇叭探頭
3．信號鏈路分系統
對於頻域近場測試而言，構成信號鏈路的核心是矢量網路分析儀系統。在待測天線和探頭之間，形成了一個由開放空間聯繫起來的一個廣義二連線埠系統，對應於每一個採樣點，通過矢量網路分析儀測試得到一個參數，遍歷到所有採樣點後，即可獲知待測天線近場掃描面上的近場幅度分布和相位分布。這一矢量網路分析儀系統的設計與遠場測試系統非常類似，這裡不再贅述。
而對時域近場測試來說，是用一個時域脈衝去激勵被測天線，與時域接收設備相連的探頭在採樣架的帶動下在一個採樣面上（一般來說是平面）採集被測天線的時域近場，進而利用所採得的時域近場通過近遠場變換算出被測天線的遠場，以及再通過口面反演算出被測天線的口徑場。其中信號鏈路分系統擔負著信號由產生、傳輸、輻射、接收直至採集的任務。信號鏈路分系統的框圖如圖8所示。
圖8信號鏈路分系統框圖
在圖8中，信號鏈路的源即為一窄脈衝信號源，信號源的脈衝頻譜應能覆蓋被測天線的全通帶，為了提高信號源輸出能量的利用效率，最好脈衝信號源能有波形設計的能力，即是一個任意波形發生器。但目前市場上寬頻帶的（達到5GHz以上頻寬）任意波形發生器的價格十分昂貴，所以在一般情況下，我們可以退而求其次，採用一種突波發生器作為激勵源。突波發生器可以看成是一種粗糙的脈衝信號源，其信號的波形形狀不像一般的脈衝信號源一樣有明確而又嚴格的指標，一般只能對其信號幅度和脈衝寬度進行界定，並且其輸出波形是單一固定的，只能對其幅度和重複周期進行控制。突波信號源雖然不如脈衝信號源精細，但其同脈衝信號源相比具有脈寬窄幅度高的優點，一個性能穩定的突波信號源可以滿足天線時域近場測量的最基本要求。圖9便是一個突波信號源的照片。
圖9AVH-S-1-B突波信號源
圖9所示為AVH-S-1-B突波信號源，其產生的脈衝寬度為130ps，輸出電平0～10V可調，脈衝重複頻率最高為1MHz。
因為時域信號源的輸出能量是有限的，同時天線近場測量的信號鏈路中必然包含被測天線到探頭之間的自由空間的傳播損耗，所以其信號能量是非常寶貴的，因此信號鏈路中的有線傳輸部分，應採用優質的低損耗電纜，並儘量縮短傳輸距離。
信號由被測天線輻射，並由探頭在採樣面上接收。信號由探頭接收後，經由電纜傳到時域採樣設備的接收端。在圖8中，時域採樣設備部分標出的是數字示波器和採樣示波器兩種選擇，這兩種選擇各有各的特點，當數字示波器的頻寬能覆蓋信號頻寬時，數字示波器是最佳選擇。因為數字示波器能在一次觸發中採下一個完整的波形，此時基修正技術就能達到比較良好的數據採集效果。同時數字示波器採集數據的時間僅僅是信號在一個觸發周期記憶體在的時間，所以其採樣速度很快，顯然快速的採樣能夠支持探頭更高的運動速度。此外，由於採集數據的時間短，這使得如果信號源的輸出在一個觸發周期內是良好的，那么採集的波形就是良好的，這對信號源的壓力也是最小。但是同採樣示波器相比，數字示波器的頻寬遠小於採樣示波器的等效頻寬，目前最先進的數字示波器其頻寬能達到20GHz甚至80GHz，且價格十分昂貴。
選擇採樣示波器作為時域採樣設備是一種經濟並且在大多數場合下可行的方案。採樣示波器工作在一種等效採樣方式，如採集的波形由n個時間點構成，則需要信號重複出現n個周期，在每個周期採樣示波器只採集信號的一個點，這樣n個周期之後即完成了整個波形的採樣。同數字示波器相比，採樣示波器採集一個波形所用的時間是數字示波器的n倍，當採樣的時間點數很多時，探頭將不得不採用步進運動的方式採樣，即在每一個採樣點等待足夠的時間以使採樣示波器完成採集一個波形的工作。同時採樣示波器對信號源的時基穩定性和波形穩定性的要求也是十分苛刻的。採樣示波器針對的是乾淨穩定的重複信號，如果在信號重複n個周期的過程中，信號時基不穩或波形發生變化，就會造成採集波形的錯誤，即便有時基修正技術（進行時基修正所用的參考通道信號也是由採樣示波器接收的）也無濟於事。採用採樣示波器可以大大降低成本、提高工作頻寬，但其付出的是採樣效率下降的代價，同時對信號源的壓力也大大增加。目前最先進的採樣示波器的等效頻寬可達80GHz。圖10便是一個採樣示波器的照片：
圖10為TDS8000B採樣示波器，該示波器頻寬12.5GHz，最小採樣間隔可達到1fs。
圖10TDS8000B採樣示波器
軟體分系統
軟體分系統包括採樣控制子系統、數據處理子系統和結果顯示子系統三部分，均由中心計算機掌握。採樣控制軟體子系統包括GPIB卡控制程式和運動卡控制程式。GPIB卡控制天線轉台、測試儀表的工作；運動卡控制採樣架的運行。數據處理軟體子系統在頻域功能下包括測試數據編組、數據預處理、近場到遠場變換、近場到口徑場反演、探頭修正與其他誤差修正等功能，在時域功能下包括時域信號預處理程式、純時域近遠場變換程式、時域到頻域傅立葉變換程式、時基（即相位）修正程式、頻域近場重建程式、頻域近遠場變換程式、頻域口徑場反演程式、頻域到時域傅立葉變換程式。結果顯示軟體子系統包括三維功能和二維功能兩部分。其中三維功能包括三維球坐標顯示功能、三維極坐標顯示功能和三維直角坐標顯示功能，以及三種坐標系下的動畫顯示功能。二維功能包括二維直角坐標顯示功能，二維極坐標顯示功能和二維平面顯示功能。下面就採樣控制軟體、數據處理軟體和結果顯示軟體三個子系統分別加以介紹。
1．採樣控制軟體子系統
自動化的採樣系統要求實現用工控機對採樣架和發射、接收設備的控制。具體來說，就是通過工控機對插在工控機底板擴展槽上的GPIB卡傳送指令，進而控制與GPIB卡相連的測試儀表的工作狀態；還有就是通過工控機對插在工控機底板擴展槽上的PAMC卡（多軸運動控制卡）傳送運動指令，PMAC卡根據所接收的指令計算出驅動步進電機的脈衝數，進而向控制電機運動的電機控制器（亦稱變頻器）傳送脈衝輸出指令，由電機控制器產生出驅動步進電機轉動的高功率脈衝，電機轉動帶動相應的傳動設備，由此實現對採樣架運動的控制。採樣控制軟體框圖如圖11所示。
採樣控制程式儲存在工控機內，該程式通過某種語言（如VC++等）一方面對GPIB卡編程，控制測試儀表的工作狀態；另一方面要生成用戶所需要的採樣模式的運動指令組並控制PMAC卡。將運動指令轉化為脈衝數的工作由PMAC卡內部的程式完成，無需採樣控制程式考慮。
以時域測試控制脈衝信號源和數字示波器（或採樣示波器）為例，採樣控制程式對GPIB卡編程所要實現的基本功能如表2所示。
圖11採樣控制軟體框圖
表2 時域測試採樣控制程式對GPIB卡編程所要實現的基本功能
控制設備 | 控制項目 | 實現功能 |
脈衝信號源 | 脈衝波形 | 根據測試頻帶確定脈衝波形 |
脈衝幅度 | 根據系統動態範圍確定脈衝幅度 | |
觸發延遲 | 根據測量系統的布局調整觸發延遲時間，配合數字示波器的延時功能調整時窗位置 | |
重複周期 | 設定脈衝輸出的重複周期 | |
脈衝輸出 | 開啟/關閉脈衝輸出 | |
數字示波器 | 採集波形 | 採集測量通道和參考通道的時域波形，並將每個波形保存為一個獨立的檔案 |
時窗寬度 | 調整時窗寬度，使之與所採集的脈衝波形寬度相當 | |
延遲時間 | 通過設定延遲時間調整時窗位置，使得示波器能採下波形的有效部分 | |
採樣點數 | 通過設定採樣點數調整採集波形的時間解析度 | |
其他功能 | 實現平均降噪等功能 |
在頻域測試狀態下，採樣控制程式對GPIB卡編程所要實現的基本功能如表3所示。
表3 頻域測試採樣控制程式對GPIB卡編程所要實現的基本功能
控制設備 | 控制項目 | 實現功能 |
矢量網路分析儀 | 系統自檢 | 實現系統的自檢和內部狀態復位 |
頻率 | 根據測試需要設定測試頻率點和掃頻的起始與終止頻率 | |
功率 | 根據測試需要設定測試信號輸出功率 | |
數據保存 | 傳輸係數測試數據的獲取方式和保存方式 |
採樣控制程式對PMAC卡編程所要實現的基本功能如表4所示。
表4 採樣控制程式對PMAC卡編程所要實現的基本功能
控制項目 | 實現功能 | |
探頭定位 | 水平運動 | 根據用戶所給的距離實現探頭水平運動 |
垂直運動 | 根據用戶所給的距離實現探頭垂直運動 | |
續表
控制項目 | 實現功能 | |
探頭定位 | 伸縮運動 | 根據用戶所給的距離實現探頭伸縮運動 |
探頭直線運動速度 | 探頭水平運動、垂直運動和伸縮運動的速度在一定範圍內可調 | |
極化旋轉 | 實現探頭的極化旋轉 | |
探頭極化旋轉速度 | 探頭的極化旋轉速度可調 | |
設定工作原點 | 用戶可根據實際測量需要將探頭所在的某一位置設為工作原點 | |
返回工作原點 | 實現探頭從任意位置返回工作原點位置 | |
返回絕對原點 | 絕對原點由系統內部設定，採樣結束後探頭即返回此位置 | |
限位監測 | 採樣架的水平、垂直、伸縮行程均配有電限位器，當探頭運動觸發限位器時即報警並自動停止運動，以保護採樣架。此外探頭極化旋轉也應具備軟體限位功能，保證探頭極化旋轉角度不超過360°，以免扭傷信號電纜 | |
運動位置實時顯示 | 程式從PMAC卡實時讀取探頭運動位置返回值並顯示在界面上 | |
採樣參數設定 | 水平方向採樣面尺寸 | 根據用戶需要設定採樣面的水平方向尺寸 |
水平方向採樣點間隔 | 根據採樣準則和用戶需要確定水平方向探頭步進間隔 | |
垂直方向採樣面尺寸 | 根據用戶需要設定採樣面的垂直方向尺寸 | |
垂直方向採樣點間隔 | 根據採樣準則和用戶需要確定垂直方向探頭步進間隔 | |
平面採樣模式 | 由用戶選擇是採用水平向靜止垂直向運動的採樣方式，還是採用垂直向靜止水平向運動的採樣方式 | |
探頭運動速度 | 由用戶確定探頭採樣時的運動速度 | |
限位監測 | 同上 | |
運動位置實時顯示 | 同上 | |
採樣進度條實時顯示 | 根據採樣任務的完成情況實時顯示採樣進度條 | |
採樣數據實時顯示 | 由用戶選擇監測採樣數據的方式，並實時顯示 | |
以時域測試為例，圖12即為採樣控制軟體的主要界面。頻域測試與此非常相似。
圖12採樣控制軟體部分界面
圖13採樣控制軟體部分界面（續）
2．數據處理軟體子系統
數據處理軟體子系統是近場測量系統的核心和靈魂。
頻域測試狀態下，數據處理功能相對比較單純，就是完成近場測試數據的排列和編組，進行近遠場變換和口徑反演，進行各種誤差修正，然後輸出處理結果。
時域測試的數據處理相對比較複雜，總的來說數據處理軟體包含數據預處理、純時域方法數據處理和時域頻域結合法數據處理三部分。由於純時域數據處理方法對系統噪聲和時基精度要求過於苛刻，同時其計算量又過於龐大，所以只用來計算單點的遠場時域波形。數據處理的主要任務由時域頻域結合法完成。
時域數據處理軟體總框圖如圖14所示。
圖14數據處理軟體總框圖
在圖14中採樣系統採集的原始信號首先經過數據預處理，將數字示波器（或數字採樣示波器）輸出的原始數據轉化成適合程式處理的格式。這一部分工作到底包含哪些內容要視具體的時域採樣設備而定，一般來說應包含有效數據提取，加配時間軸等。此外採樣數據排序也要在這一部分完成，因為原始的採樣數據是按照探頭的運動軌跡排列的，排序就是要為每一個採樣點的數據配上空間坐標，並按空間坐標順序重新排列。然後，數據處理的主要計算任務是由時頻域結合的數據處理完成的，其包含一系列基本流程如圖15所示。
圖15時頻域結合數據處理軟體框圖
3．結果顯示軟體子系統
在結果顯示層面，頻域測試與時域測試基本相同。只是時域測試需要額外考慮時域測試結果的顯示與輸出，因而時域測試的數據顯示是完全兼容包含頻域測試的，這裡僅以時域測試為例加以簡要說明。
時域近場測量技術既能得到被測天線的頻域方向圖又能得到被測天線的時域輻射場，因此其結果顯示軟體應包含靜態顯示和動態顯示兩種功能。結果顯示軟體包括三維功能和二維功能兩部分。其中三維功能包括三維球坐標顯示功能、三維極坐標顯示功能和三維直角坐標顯示功能；二維功能包括二維直角坐標顯示功能，二維極坐標顯示功能和二維平面圖顯示功能。在三維功能中還包括三種坐標系下的動畫顯示功能。各種結果顯示方式的功能如表5所示。
表5 各種結果顯示方式的基本功能
顯示方式 | 顯示對象 | 功能 |
靜態三維球坐標 | 顯示被測天線三維遠場方向圖 | 旋轉、平移、縮放、剖切、標註特徵點、顯示等高線、調整標尺 |
靜態三維極坐標 | 顯示被測天線三維遠場方向圖 | 旋轉、平移、縮放、剖切、標註特徵點、顯示等高線、調整標尺 |
靜態三維直角坐標 | 顯示被測天線頻域近場和頻域口徑場 | 旋轉、平移、縮放、剖切、標註特徵點、顯示等高線、調整標尺 |
續表
顯示方式 | 顯示對象 | 功能 |
動態三維球坐標 | 顯示被測天線三維時域遠場動畫 | 旋轉、平移、縮放、剖切、標註特徵點、顯示等高線、調整標尺、調整播放速度 |
動態三維極坐標 | 顯示被測天線三維時域遠場動畫 | 旋轉、平移、縮放、剖切、標註特徵點、顯示等高線、調整標尺、調整播放速度 |
動態三維直角坐標 | 顯示被測天線時域近場和時域口徑場動畫 | 旋轉、平移、縮放、剖切、標註特徵點、顯示等高線、調整標尺、調整播放速度 |
二維直角坐標 | 顯示被測天線二維頻域方向圖和場點時域波形 | 標註特徵點、坐標軸調整 |
二維極坐標 | 顯示被測天線二維頻域方向圖 | 標註特徵點 |
二維平面圖 | 顯示被測天線頻域近場和頻域口徑場 | 平移、縮放、調整標尺 |
圖16即為結果顯示軟體的用戶界面，其中三維球坐標系界面中包含靜態三維球坐標顯示功能和動態三維球坐標顯示功能，三維極坐標系界面中包含靜態三維極坐標顯示功能和動態三維極坐標顯示功能，三維直角坐標系界面中包含靜態三維直角坐標顯示功能和動態三維直角坐標顯示功能。
圖16結果顯示軟體的用戶界面
