[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211648674.3
• 申請(qǐng)日: 2022-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN116243059A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石猛;史源盛;薛正輝;肖愛民;董文博;張建泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
• 主分類號(hào): G01R29/10
• 分類號(hào): G01R29/10
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

本發(fā)明公開了一種基于里德堡原子的天線近場測試方法，包括：微波輻射裝置控制待測天線在掃描架上的每個(gè)預(yù)設(shè)位置處向原子氣室輻射待測電磁波，并控制輔助天線向原子氣室輻射輔助電磁波，以得到待測天線在每個(gè)預(yù)設(shè)位置的疊加場；原子氣室基于預(yù)設(shè)位置的疊加場，獲取通過原子氣室的目標(biāo)探測光，直至得到并將每個(gè)預(yù)設(shè)位置的目標(biāo)探測光射入至信號(hào)接收裝置；信號(hào)接收裝置對(duì)每個(gè)目標(biāo)探測光進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到對(duì)應(yīng)的探測光透射曲線，基于微波外差法，從探測光透射曲線中獲取待測電磁波的目標(biāo)參數(shù)，直至得到每個(gè)預(yù)設(shè)位置的待測電磁波的目標(biāo)參數(shù)。本發(fā)明通過對(duì)電磁波電場分量的幅值和相位高精度采集，實(shí)現(xiàn)天線的近場測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線近場測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于里德堡原子的天線近場測試方法。

背景技術(shù)

在目前的天線近場測試中，所選用的多為探頭為金屬偶極子天線、金屬波導(dǎo)探頭。這些探頭主要是通過電磁感應(yīng)原理將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，再通過一些電路分析得到所測電磁波電場的幅值和相位信息。由于探頭是由金屬材料構(gòu)成，會(huì)對(duì)待測電場的分布產(chǎn)生較大的干擾，待測場會(huì)對(duì)金屬材料進(jìn)行激發(fā)，產(chǎn)生新的電場，這樣所測的電場實(shí)際為一個(gè)疊加場，這樣所測結(jié)果不能很好的反映待測電場真實(shí)值，對(duì)測試產(chǎn)生一定的影響。由于目前所用的金屬探頭很難做到全向性，導(dǎo)致測試得到的結(jié)果往往需要進(jìn)行探頭方向性誤差修正。

傳統(tǒng)的金屬探頭在提取測試結(jié)果中電場的幅值和相位信息時(shí)，往往需要復(fù)雜的電路，如相位提取中需要較為復(fù)雜的電橋電路，再通過差分的方法得到相應(yīng)的相位信息，成本較大，且相位和幅值信息的提取分別需要兩套單獨(dú)的電路提取。傳統(tǒng)的金屬探頭非溯源性質(zhì)的測試，幅值的測試靈敏度較低，金屬探頭很難得到較為準(zhǔn)確地具有超低副瓣天線測試方向圖。

因此，亟需提供一種技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于里德堡原子的天線近場測試方法。

本發(fā)明的一種基于里德堡原子的天線近場測試方法的技術(shù)方案如下：

當(dāng)待測天線處于掃描架上的任一預(yù)設(shè)位置時(shí)，微波輻射裝置控制所述待測天線的發(fā)射端對(duì)準(zhǔn)原子氣室上的目標(biāo)點(diǎn)，并通過第一微波信號(hào)發(fā)生器控制所述待測天線向所述目標(biāo)點(diǎn)輻射待測電磁波，通過第二微波信號(hào)發(fā)生器控制輔助天線向所述目標(biāo)點(diǎn)輻射輔助電磁波，以在所述目標(biāo)點(diǎn)處得到所述任一預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)疊加場，直至得到所述待測天線在所述掃描架上的每個(gè)預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)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(hào)發(fā)生器、所述第二微波信號(hào)發(fā)生器和所述掃描架，所述待測天線設(shè)置在所述掃描架上，所述待測天線用于進(jìn)行近場測試；

所述原子氣室基于所述任一預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)疊加場，獲取通過所述原子氣室的目標(biāo)探測光，直至得到每個(gè)預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)探測光，射入至所述信號(hào)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(hào)接收裝置對(duì)所述任一預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)探測光進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到所述任一預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的探測光透射曲線，并基于微波外差法，從所述任一預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的探測光透射曲線中，獲取所述任一預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的待測電磁波的目標(biāo)參數(shù)，直至得到每個(gè)預(yù)設(shè)位置對(duì)應(yīng)的待測電磁波的目標(biāo)參數(shù)。

本發(fā)明的一種基于里德堡原子的天線近場測試方法的有益效果如下：

本發(fā)明的方法通過微波外差法實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁波電場分量的幅值和相位高精度采集；同時(shí)，通過改變探測光和耦合光的頻率，使基態(tài)的堿金屬原子激發(fā)到不同的中間態(tài)和里德堡態(tài)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)寬頻段的電磁波的近場測試，解決了目前需要額外對(duì)金屬探頭進(jìn)行修正、消除探頭對(duì)待測電磁場的干擾、體積大、低頻測試時(shí)無法等效成理想點(diǎn)源的問題。

在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一種基于里德堡原子的天線近場測試方法還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，還包括：