[發明專利]一種緊縮場產生裝置

有效

• 申請號: 201210050462.5
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103293393B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;李星昆
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R29/10;H01Q15/00
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技術領域

本發明涉及天線測試領域，尤其涉及一種基于超材料的緊縮場產生裝置。

背景技術

緊縮場是一種在近距離內靠光滑的反射面，包括單反射面和雙反射面，將饋源發出的球面波變為平面波的測試設備。它所產生的平面波環境，可以充分滿足天線方向圖的測試要求，從而達到在近距離內對天線進行測試的目的。緊縮場系統上可以分為緊縮場天線部分和微波暗室部分。在現有技術中，緊縮場天線部分是采用精密的反射面，將點源產生的球面波在近距離內變換為平面波的一套裝置，通常按照設計要求，將天線部分的位置準確地安裝于微波暗室中，并調節好水平度，通過對緊縮場天線反射面邊緣的處理和微波暗室的配合，在空間測試區域創造出一個靜區，在靜區里可以模擬被測物在無反射的自由空間中的輻射特性。

與室外遠場和室內近場比較，緊縮場主要具有以下特點：

1、安裝在微波暗室的緊縮場具有較好的保密性；

2、安裝在室內的緊縮場受氣候環境影響小，改善了測試條件，進而提高了RCS(Radar?Cross-Section，雷達散射截面)的測量效率；

3、可以將室外遠場測試問題轉換為暗室內近距離測試問題。

這些特點決定了緊縮場是研究電磁散射的重要測試設備，也是高性能雷達天線測試、衛星整星測試、飛機反射特性測試等系統性能測試的重要基礎設施。同時，緊縮場技術在軍事領域越來越發揮著不可替代的作用。無論是衛星、飛機，還是導彈、坦克、大炮等大型武器裝備的隱身性能測試、調整等，都依賴于發揮緊縮場的技術作用。可以說，緊縮場的技術水平如何，不僅制約著軍隊武器裝備的性能與質量，也關系到一個國家的國防安全問題。因此，當今各大軍事強國都把緊縮場系統作為國防戰略技術之一，重點加以研究和發展。

目前，國內外從事電磁產品研發和技術研究的公司及科研院所，一般都建立了自己的緊縮場系統，使用起來非常方便和快捷。緊縮場系統作為現代天線測試的先進設備，無疑具有越來越重要的技術進步意義和極其廣泛的運用前景。

但現有設計仍存在一定的問題：采用的光滑反射面是拋物面狀，且反射面必須很大，大約比測試靜區大三倍，制造拋物面狀反射面的機械平臺十分復雜，要達到較好的反射面工藝也比較困難，表面處理依賴度高，造價昂貴，且饋源位置必須置于反射面的焦點上，否則沒法達到球面波與平面波的轉換，而反射面的焦點與光滑反射面的距離給制造工藝精度造成了很大困難。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術制造光滑反射面必須很大，且工藝困難、復雜，造價昂貴的缺陷，提供一種基于超材料的緊縮場產生裝置，該裝置采用超材料制造緊縮場的天線部分，將球面電磁波轉換為平面電磁波，制造簡單，價格便宜。

為了達到上述目的，本發明采用的如下技術方案：

一種緊縮場產生裝置，所述裝置包括饋源，所述裝置還包括設置在所述饋源前方的超材料面板，所述超材料面板包括核心層，所述核心層包括至少一個核心層片層，所述核心層片層包括片狀的第一基材以及設置在所述第一基材上的多個人造微結構，所述饋源為喇叭饋源，其中喇叭內填充有具有電磁波發散功能的發散超材料介質，所述發散超材料介質由多個不同橫截面積的發散片層堆疊而成，所述發散片層的折射率以其中心為圓心呈圓形分布，且相同半徑處的折射率相同，隨著半徑的增大折射率逐漸減小；所述核心層片層按照折射率分布可劃分為位于中間位置的圓形區域以及分布在圓形區域周圍且與所述圓形區域共圓心的多個環形區域，所述圓形區域及環形區域內相同半徑處的折射率相同，且在圓形區域及環形區域各自的區域內隨著半徑的增大折射率逐漸減小，所述圓形區域的折射率的最小值小于與其相鄰的環形區域的折射率的最大值，相鄰兩個環形區域，處于內側的環形區域的折射率的最小值小于處于外側的環形區域的折射率的最大值。

進一步地，所述第一基材包括片狀的第一前基板及第一后基板，所述多個第一人造微結構夾設在第一前基板與第一后基板之間。

進一步地，所述核心層包括多個厚度相同且折射率分布相同的核心層片層。

進一步地，所述圓心為核心層片層的中心，所述圓形區域以及多個環形區域的折射率變化范圍相同，所述核心層片層的折射率n(r)分布滿足如下公式：