[發明專利]一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置

有效

• 申請號: 201810345900.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108539436B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李志平;吳優;武建華;王正鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q3/30
• 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;盧紀

本發明公開了一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，該裝置主要由反射陣口徑與饋源組成。本發明公布的反射陣緊縮場裝置，陣面單元將饋源發出的球面波準直校正為大角度離軸出射的靜區平面波場，饋源采用準近軸結構以局部小角度偏饋照射反射陣，使陣面殘余鏡像波束遠離靜區以提升平面波質量。設計中由交替投影算法結合近場平面波譜傳輸技術快速綜合出最佳靜區所需的反射陣口徑相位激勵。本發明對反射陣天線的加工精度比傳統的反射面的要求低，反射陣口徑采用印刷電路結構，工藝簡單、結構輕巧，并且將饋源寬帶調諧匹配實現口徑準直，應用于寬帶毫米波/亞毫米波緊縮場系統的低成本實現。

技術領域

本發明涉及緊縮場技術領域，特別涉及一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場，通過對反射陣口徑、偏饋角度、靜區位置及饋電位置的優化布局設計，以實現優質寬帶平面波靜區場，其主要應用于毫米波\亞毫米波精密測試，可以滿足天線方向圖或目標RCS測試的遠場平面波需求。

背景技術

隨著毫米波\亞毫米波技術的快速發展，毫米波\亞毫米波天線測試的需求日益迫切。傳統的近場，室外遠場在毫米波測試方面均存在難以承受的技術或成本缺陷。緊縮場技術在毫米波天線測試技術中具有不可替代的重要作用，然而傳統反射面天線受制于機械加工精度的嚴苛要求，應用于亞毫米波段較為困難或制造成本較高。

發明內容

本發明的發明目的為：克服毫米波反射面緊縮場加工工藝的困難，提出一種反射面口徑為平面的大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場，作為傳統的拋物面緊縮場的低成本替代解決方案，通過采用較高增益饋源的使用和方口徑大角度旋轉，抑制口徑邊緣截斷繞射能量在靜區的聚集，通過調諧匹配饋源的位置，以補償頻率變化引起的饋源入射波前相位失配，采用離軸布局、陣面口徑旋轉、口徑相位綜合、邊緣繞射抑制和饋源寬帶匹配照射等綜合設計策略，構建高質量的寬帶平面波靜區，應用于毫米波\亞毫米波測試。本發明提出的反射陣緊縮場，加工精度要求比傳統反射面低一個數量級，采用印刷電路結構、工藝簡單、便于安裝運輸，可以降低制造成本，適合于滿足低成本大批量測試需求。

本發明為了達到上述發明目的采用如下技術方案：一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，主要由饋源與反射陣天線組成，饋源和靜區位于反射陣天線軸線的同側，靜區平面波束離軸傾斜出射于反射陣天線口面，饋源小角度近軸偏饋照射反射陣口徑，使相位調制殘余的陣面鏡像波束以反向遠離靜區，以提升靜區平面波質量。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，傾斜出射的平面波的離軸角度θ為30～40度。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，饋源準近軸小角度局部偏饋照射，饋源位置在反射陣平面的投影偏移方向由反射陣中心指向靜區設置的方向，偏移距離約0.1～0.2倍焦距。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，反射陣方口徑布局的繞自軸大角度旋轉，旋轉角度范圍為30～60度。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，靜區場的極化取決于饋源狀態與反射陣單元特性。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，反射陣將球面波前校正成離軸出射的平面波波前，早照射幅度固定的約束下將出射口徑相位加權，并由交替投影算法結合平面波角譜近場快速傳輸理論優化得出的反射陣相位激勵。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，饋源到反射陣天線平面投影距離設為焦距，焦距與反射陣天線水平對角線的比值定義為焦徑比，推薦焦徑比為1.5～2，長焦設計利于降低陣面單元的傾斜照射和抑制鏡像波束擴散。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，饋源與所述反射陣口徑上的水平對角線正面相對，以形成準近軸照射。

所述的一種大角度離軸小角度偏饋的寬帶反射陣緊縮場裝置，饋源與所述反射陣口徑上的垂直對角線的局部偏置相對，以形成局部小角度偏饋照射。