[發明專利]一種毫米波\亞毫米波近場幅度相位測量方法

無效

• 申請號: 201210041424.3
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102590640A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李志平;武建華;許鼎;王正鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R29/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明涉及毫米波/亞毫米波近場檢測的技術領域，其主要應用于室內及室外的毫米波/亞毫米波近場檢測，可以檢測毫米波/亞毫米波天線的電平幅度和相位分布，也可以通過近場測試得到的幅度相位信息做近遠場變換得到毫米波/亞毫米天線的遠場方向圖。

背景技術

毫米波/亞毫米波波段介于光波和無線電波之間，頻率范圍為30～300GHz，波長為10～1mm，相對于微波波段波長較短。毫米波天線很容易獲得高增益的窄波束，信號不易被干擾和截獲；毫米波元器件便于集成，系統具有體積小重量輕的優點，便于作為機載和星載的有效載荷。同時毫米波的大氣傳播窗口(35、94、140、220GHz)，使其在雷達、遙感、通訊等中的應用更具吸引力。隨著毫米波器件工藝的發展，毫米波/亞毫米波系統在高分辨對地遙感、大氣探測、射電天文和深空探測等領域有著廣闊的應用前景，將會很大程度滿足全天候環境遙感、氣象預報和軍事偵察的需求。

毫米波/亞毫米波天線作為最為重要的分系統之一，其指標影響整機系統的性能。毫米波天線的波瓣寬度、增益和方向特性圖等參數的測量和調試是載荷裝配的必需環節，尤其對星載系統的大尺寸、高增益天線而言往往更是不可或缺的。

由于毫米波/亞毫米波天線的應用日益廣泛，相應的毫米波/亞毫米波天線的檢測技術也有了迅速發展。目前最為常用的毫米波/亞毫米波天線檢測技術有緊縮場技術，近場掃描技術等。在毫米波/亞毫米波波段，由于電纜相位抖動較大，無法對近場的相位信息進行高精度檢測。有研究者提出的近場無相測量是基于測得的兩個掃描面上場的約束關系，建立目標泛函迭代優化恢復相位。該測試方法使得測試時間和數據量翻倍，并依賴于恢復算法。高精度高效率的毫米波/亞毫米波近場檢測技術依然是目前毫米波/亞毫米波天線測試領域的一個瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于：提出一種毫米波/亞毫米波近場幅度相位檢測方法，既能提供毫米波/亞毫米波近場的幅度信息又能提供高精度的相位信息。

本發明為了達到上述發明目的采用如下技術方案：

一種毫米波/亞毫米波近場幅度相位檢測技術，其特征在于：由同一源(相干性)激勵的信號經定向耦合器分配于待測天線和參考天線并發出，二者在掃描區域(平面、柱面或球面)的空間干涉場為掃描探頭所接收，并通過測量系統測得其幅度。測得的空間干涉場的幅度通過虛擬信號處理計算重構出待測天線的近場幅度和相位。

其中，所述的激勵的信號毫米波/亞毫米波信號源發出。

其中，待測天線和參考天線最大增益方向均指向掃描探頭所在平面。

其中，空間干涉場為待測天線和參考天線在近場掃描區域的輻射場相干疊加。

其中，虛擬信號處理由檢測的空間干涉場的幅度與虛擬的點源信號混頻，混頻后信號做傅立葉變換，傅立葉變換后取低頻分量再做逆傅立葉變換得到待測天線的近場幅度和相位。

本發明的原理如下：

由同一源(相干性)激勵的信號經定向耦合器分配于待測天線和參考天線并發出，二者在掃描區域(平面、柱面或球面)的空間干涉場為掃描探頭所接收，并通過測量系統測得其幅度。測量系統的控制和處理功能由計算機實現，信號處理包括由測量的幅度信息計算全息重構待測天線的近場幅度和相位，并經近遠場變換獲取待測天線的遠場方向圖。

本發明相對于現有技術的優點在于：

1、該技術的優點在于僅直接測量近場幅度信息。

2、該測試技術能夠提供高精度的近場相位信息。

3、該測試技術具有相對于傳統近場無相測量方法測試效率有顯著提高。

附圖說明

圖1是本發明的測試系統結構示意圖。

圖2是本發明空間干涉場示意圖。

圖3是本發明的虛擬信號處理示意圖。

圖中，A_u為待測天線，A_r為參考天線，A_s為掃描探頭天線。r₀為待測天線和參考天線間距離，r′為待測天線到掃描探頭距離，r′隨掃描探頭位置的不同而改變。F為掃描近場區域可以為平面、柱面或球面。A′_r為虛擬參考點源。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施方式詳細介紹本發明。