[發明專利]一種基于超寬帶線陣和單柱面反射面的全緊縮場測量系統

在審

• 申請號: 202310040673.9
• 申請日: 2023-01-12
• 公開（公告）號: CN116165447A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 王正鵬;楊珂
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 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;顧煒

本發明涉及一種基于超寬帶線陣和單柱面反射面的全緊縮場測量系統，該系統由超寬帶線陣、單柱面反射面、目標架設轉臺和支架、微波暗室組成。本系統采用超寬帶線陣作為激勵源，模擬柱面波入射單柱面反射面，經過單柱面反射面反射后，柱面波修正為準平面波。傳統反射面緊縮場采用單饋源照射反射面，必須在靜區錐削和反射面照射效率之間取平衡，靜區錐削越小，反射面照射效率越高，靜區錐削增大，反射面照射效率提高，但是有效靜區尺寸縮小。本發明的優勢在于，超寬帶線陣作為激勵源，可以有效克服傳統反射面緊縮場中靜區錐削與反射面照射效率之間的矛盾，通過陣列賦形，在保證反射面照射效率的同時，靜區錐削得到有效控制。

技術領域

本發明涉屬于微波測量領域，具體涉及一種基于超寬帶線陣和單柱面反射面的全緊縮場測量系統。

背景技術

如今，室外復雜電磁環境和自然環境等因素將給微波測量帶來嚴重的干擾，對目標電磁散射特性的評估通常在微波暗室中進行，緊縮場技術是諸多已經應用在微波暗室測試技術中的一種。緊縮場是應用近場聚焦原理，在目標近區產生一個準平面波區。傳統緊縮場通常由邊緣處理的反射面和饋源組成。饋源輻射的球面波經反射面校準為準平面波，在目標附近生成靜區。靜區的質量包括兩個方面，靜區擾動和靜區的利用率。靜區的利用率很大程度上由反射面利用率決定，傳統單柱面緊縮場的靜區尺寸一般是反射面尺寸的二分之一，反射面利用率不高。

在某些大尺寸目標電磁散射特性測量場景中，靜區尺寸偏小，往往不足以將整個目標覆蓋，只能對目標按區域進行電磁散射特性評估，這往往會造成時間上的大額花銷。提升反射面利用率可顯著增加靜區尺寸，但傳統單柱面緊縮場通常采用單饋源照射反射面生成準平面波測試環境，在設計時需要在靜區錐削和反射面照射效率之間取平衡，靜區錐削越小，反射面照射效率越高，靜區錐削增大，反射面照射效率提高，但是有效靜區尺寸縮小。因此需要尋找一種同時兼顧靜區錐削和反射面照射效率，提升靜區尺寸的方法。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提出一種基于超寬帶線陣和單柱面反射面的全緊縮場測量系統。該系統在提升反射面利用率的方式增大緊縮場靜區面積的同時，有效控制住靜區錐削，解決傳統單柱面緊縮場靜區無法覆蓋較大測試目標的難題。

本發明由超寬帶線陣、單柱面反射面、目標架設轉臺和支架、微波暗室組成，采用超寬帶線陣作為激勵源，模擬柱面波入射單柱面反射面，經過單柱面反射面反射后，柱面波修正為準平面波。超寬帶線陣作為柱面波源，通過陣列賦形對每個超寬帶線陣的超寬帶天線單元激勵施加一定的權重，單柱面反射面將柱面波校準為準平面波，在這個過程中，反射面利用率提升，緊縮場靜區覆蓋面積增大。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于超寬帶線陣和單柱面反射面的全緊縮場測量系統，包括超寬帶線陣、單柱面反射面、目標架設轉臺和支架、微波暗室；采用所述超寬帶線陣作為激勵源，在微波暗室內部生成靜區場；所述超寬帶線陣由超寬帶天線單元、幅相調控網絡組成，幅相調控網絡用于配置激勵權值；靜區場與激勵權值之間滿足關系式其中N是超寬帶天線單元總數，n是超寬帶天線單元編號，W_n是激勵權值，X_n是超寬帶天線單元的單元輻射場，E是靜區場；所述激勵權值通過權重函數確定，權重函數為a、b、c、d為系數，l_n表示超寬帶線陣的超寬帶天線單元位置；對超寬帶線陣引入權重函數后，單柱面反射面的橫向口徑利用率達到70％以上。

進一步地，所述全緊縮場測量系統采用超寬帶線陣作為激勵源，產生柱面波經單柱面反射面反射后修正為準平面波，在距離單柱面反射面一定距離處形成圓柱形的靜區場，超寬帶線陣提高緊縮場的自由度，單柱面反射面的利用率提升，靜區覆蓋面積增大。

進一步地，所述超寬帶天線單元口面指向方向為單柱面反射面焦點所在方向；所述全緊縮場測量系統包含兩組超寬帶線陣，其中一組超寬帶線陣作為電磁波信號發射端，另一組作為電磁波信號接收端；超寬帶線陣由N個超寬帶天線單元組成，超寬帶天線單元以等間距或稀疏分布；