[發明專利]一種基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器

在審

• 申請號: 202010574466.8
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111830473A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李志平;趙永衡;霍鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨;賈玉忠

本發明公開了一種基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器，基于緊縮場偏焦控制和饋源陣激勵源技術，可實現高質量近場球面波前模擬。通過對激勵源位置的調整實現對反射面偏焦照射，偏焦后的反射面近場等效為不同位置處球面波源的近場波前，當激勵源位置連續變化時，等效球面波源的位置也會連續變化，且近場球面波前的等效源位置在大范圍內連續可調，且調整量與所期望的控制量間存在放大關系，即緊縮化地實現大距離范圍內的近場模擬。激勵源為饋源陣形式，通過對饋源陣單元幅相加權可綜合出高質量準球面波波前，以克服單饋源激勵產生的球面波存在的較大波前畸變的問題。本發明是用緊縮場實現大距離范圍內可調且高質量球面波前的等效近場電磁環境。

技術領域

本發明涉及雷達的技術領域，具體涉及一種基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器。

背景技術

隨著通信和雷達技術的深入發展，電子設備的高逼真仿真模擬測試對提升研發質量和加快研制進度有極為重要的作用。傳統的通信天線和雷達天線的發射或接收是以平面波前的形式相互作用，天線系統調試、整機系統模擬測試和系統工作均以平面波場為環境條件，如直接遠場、緊縮場、近場掃描的等效遠場。然而隨著新一代通信和雷達技術的發展，試驗研究目標的電尺寸在不斷增加，電磁波與目標的工作作用距離并不滿足遠場條件，收發天線上波前的相互作用將表現得較為復雜。例如Massive MIMO陣上的天線收發、導引頭末端制導時的雷達目標散射，均以近場球面波前的形式發生作用。相比遠場存在的唯一確定，近場波前變化不具有唯一性、場的幅度并非簡單反比于距離。無線電系統的模擬仿真測試和整機調試雖可直接控制收發天線之間的距離，或天線與雷達目標之間的距離來實現近場波前模擬，但調整量即為控制量、二者之間不成放大關系，給模擬試驗研究帶來困難。基于緊縮場系統的單饋源近場球面波模擬器雖可緊縮化地實現大距離范圍內的近場模擬，但是其形成的球面波前存在較大的波前畸變，給模擬試驗研究帶來不可忽視的誤差。本發明所述的基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器，通過饋源陣作為激勵照射反射面，可實現高質量的球面波模擬。

發明內容

本發明的目的在于：提出一種基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器，通過對饋源陣加權合適的幅相值并偏焦照射反射面來綜合出高質量、小畸變近場球面波前，本發明能有效解決基于緊縮場系統的單饋源近場球面波模擬器在等效電磁環境靜區產生的球面波存在較大波前畸變的問題。其通過饋源陣偏焦和饋源陣幅相加權，綜合出等效球面波源位置大范圍連續可調的高精度的球面波前，主要應用于緊縮化地實現無線電系統的模擬測試，通信天線或雷達目標在近場工作時所需的球面波電磁環境，例如用于Massive MIMO天線的近距通信、精確制導雷達的末端信號模擬與測試，用以提升模擬仿真的測試質量、提高試驗效率和降低試驗成本。

本發明為了達到上述發明目的采用如下技術方案：一種基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器，該模擬器由緊縮場反射面、激勵源、激勵源偏焦控制系統和等效電磁環境區組成。其中，所述的緊縮場反射面為一拋物面，用于重聚焦饋源陣發射的入射電磁波束；所述的激勵源為饋源陣，所述的激勵源偏焦控制系統是由機械電子設備調整激勵源對反射面的照射位置。所述的等效電磁環境靜區，是由激勵源照射反射面形成的近場球面波前電磁場區域，用于無線電系統的發射鏈路測試、接收鏈路測試和收發鏈路測試以及近場電磁散射測試。

進一步的，所述基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器工作時，通過對饋源陣各單元加權合適的幅相值，可在靜區內形成高質量的近場球面波前。

進一步的，所述基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器工作時，通過調整饋源陣的橫向位置，將靜區內電磁場等效為近場球面波前。

進一步的，所述基于緊縮場系統的多饋源陣近場模擬器工作時，通過補償調整饋源陣的縱向位置，將等效近場的球面波保持控制在固定區域，形成等效的近場球面波前電磁環境，用于無線電系統的模擬測試。