[發(fā)明專利]一種基于里德堡原子的天線近場測試方法

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• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116243059A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 石猛;史源盛;薛正輝;肖愛民;董文博;張建泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

1.一種基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，包括：

當待測天線處于掃描架上的任一預設位置時，微波輻射裝置控制所述待測天線的發(fā)射端對準原子氣室上的目標點，并通過第一微波信號發(fā)生器控制所述待測天線向所述目標點輻射待測電磁波，通過第二微波信號發(fā)生器控制輔助天線向所述目標點輻射輔助電磁波，以在所述目標點處得到所述任一預設位置對應的目標疊加場，直至得到所述待測天線在所述掃描架上的每個預設位置對應的目標疊加場；其中，所述微波輻射裝置包括：所述待測天線、所述輔助天線、所述第一微波信號發(fā)生器、所述第二微波信號發(fā)生器和所述掃描架，所述待測天線設置在所述掃描架上，所述待測天線用于進行近場測試；

所述原子氣室基于所述任一預設位置對應的目標疊加場，獲取通過所述原子氣室的目標探測光，直至得到每個預設位置對應的目標探測光，射入至所述信號接收裝置；其中，所述原子氣室中包含處于里德堡態(tài)的堿金屬原子；

所述信號接收裝置對所述任一預設位置對應的目標探測光進行轉換，得到所述任一預設位置對應的探測光透射曲線，并基于微波外差法，從所述任一預設位置對應的探測光透射曲線中，獲取所述任一預設位置對應的待測電磁波的目標參數(shù)，直至得到每個預設位置對應的待測電磁波的目標參數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，還包括：

所述原子氣室接收目標探測光和目標耦合光，并根據(jù)所述目標探測光將所述堿金屬原子從基態(tài)激發(fā)至中間態(tài)，并根據(jù)所述目標耦合光將所述堿金屬原子從所述中間態(tài)激發(fā)至里德堡態(tài)，以使所述原子氣室對接收到的電磁波進行耦合。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，還包括：

探測光鎖頻裝置將探測激光器發(fā)射的原始探測光進行鎖頻處理，得到目標探測光并輸出至所述原子氣室；

耦合光鎖頻裝置將耦合激光器發(fā)射的原始耦合光進行鎖頻處理，得到目標耦合光并輸出至所述原子氣室。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，所述探測光鎖頻裝置將探測激光器發(fā)射的原始探測光進行鎖頻處理，得到目標探測光并輸出至所述原子氣室的步驟，包括：

將所述探測激光器發(fā)射的原始探測光進行鎖頻處理，并依次經過PBS紅外光分光鏡、第一紅外光反射鏡、紅外光準直鏡、紅外光保偏光纖、紅外光光纖接頭和第二紅外光反射鏡進行處理后，得到所述目標探測光并輸出至所述原子氣室；

所述耦合光鎖頻裝置將耦合激光器發(fā)射的原始耦合光進行鎖頻處理，得到目標耦合光并輸出至所述原子氣室的步驟，包括：

將所述耦合激光器發(fā)射的原始耦合光進行鎖頻處理，并依次經過PBS綠光分光鏡、第一綠光反射鏡、綠光準直鏡、綠光保偏光纖、綠光光纖接頭和第二綠光反射鏡進行處理后，得到所述目標耦合光并輸出至所述原子氣室。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，所述信號接收裝置包括：光電探測器和示波器，所述目標參數(shù)包括：目標幅值和目標相位；所述方法還包括：

所述光電探測器接收并對所述任一預設位置對應的目標探測光進行轉換，得到并將電信號形式的所述任一近場預設位置對應的探測光透射曲線發(fā)送至所述示波器；

所述示波器顯示所述任一預設位置對應的探測光透射曲線，以基于所述微波外差法，從所述任一預設位置對應的探測光透射曲線中，獲取所述任一預設位置的待測電磁波的第一幅值和第一相位，并根據(jù)該第一幅值得到所述任一預設位置的待測電磁波的目標幅值，并根據(jù)該第一相位得到所述任一預設位置的待測電磁波的目標相位。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，所述信號接收裝置還包括：信號發(fā)生器；所述方法還包括：

所述信號發(fā)生器向所述示波器發(fā)送觸發(fā)信號，以使所述示波器顯示所述任一預設位置對應的探測光透射曲線。

7.根據(jù)權利要求5所述的基于里德堡原子的天線近場測試方法，其特征在于，所述堿金屬原子為：銣或銫。