CN105676005B - 一种1mm频段紧缩场系统 - Google Patents

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Abstract

本发明针对目前1mm频段紧缩场系统检测静区场后撤掉检测系统进行后续测试的情况，提出一种1mm频段紧缩场系统。包括紧缩场反射面、紧缩场馈源、馈源位置调整机构、静区场二维扫描架、二维转台；其中，发射端包括紧缩场反射面、紧缩场馈源以及馈源位置调整机构，馈源位置调整机构用来支撑紧缩场馈源；接收端包括静区场二维扫描架和二维转台，所述静区场二维扫描架水平维行程与地面平行，所述静区二维扫描架与所述二维转台连接，保证静区二维扫描架垂直维和水平维行程中心对准紧缩场反射面中心。

Description

一种1mm频段紧缩场系统
技术领域
本发明涉及了一种1mm频段紧缩场系统，属于太赫兹频段紧缩场技术领域。
背景技术
紧缩场(Compact Antenna Test Range)，是一种在微波暗室内近距离将馈源发出的球面波通过光滑的反射面或透镜等设施转换为平面波，形成幅相分布近乎理想的平面波照射静区，进而满足等效远场测试要求的系统。
常规厘米波波段紧缩场系统由反射面、馈源天线组、反射面支撑架、天线支架和馈源支架构成，紧缩场检测系统由馈源位置调整机构、静区场二维扫描架、扫描架二维转台构成。紧缩场的安装调试阶段需要将检测系统加载至紧缩场系统。当紧缩场位置调整到位测试合格后，安装调试过程结束，馈源天线安装就不再调整了，使用阶段需要将检测系统撤出。而1mm频段由于频率高、波长短，如果长时间使用或停用后，由于结构形变，冲击振动等原因，馈源天线位置的微小变化将对静区场特性产生剧烈影响，而且天线或目标RCS测试结果的准确将随静区场的幅度相位特性改变而无法保证。在1mm频段，紧缩场系统必须包含调试与检测结构，否则无法保证后续性能的保持。
所以，需要提出一种1mm频段紧缩场系统解决上述问题。利用这种1mm频段紧缩场系统，可以提高1mm频段紧缩场系统的静区场稳定性和测试准确性。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，针对目前1mm频段紧缩场系统检测静区场后撤掉检测系统进行后续测试的情况，由于1mm频段紧缩场系统波长较短，需要经常进行平面波静区检测的技术问题，提出一种1mm频段紧缩场系统。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种1mm频段紧缩场系统，该系统包括紧缩场反射面、紧缩场馈源、馈源位置调整机构、静区场二维扫描架、二维转台；其中，发射端包括紧缩场反射面、紧缩场馈源以及馈源位置调整机构，馈源位置调整机构用来支撑紧缩场馈源；接收端包括静区场二维扫描架和二维转台，所述静区场二维扫描架水平维行程与地面平行，所述静区二维扫描架与所述二维转台连接，保证静区二维扫描架垂直维和水平维行程中心对准紧缩场反射面中心；该系统的工作过程如下：
步骤一、设置矢网信号频率为测试中心频率，设置二维扫描架y轴或x轴垂直或水平扫描并分别记录S21幅、相数据，依照曲线状态调整紧缩场反射面水平或俯仰偏置；
步骤二、馈源位置调整：将接收天线置于二维扫描面的中心点，观察S21相位曲线，通过馈源位置调整机构调整馈源位置使S21达到最小，此馈源位置为实际应安装位置；
步骤三、紧缩场系统平面波场区测量：二维扫描架水平运动，按照垂直高度间隔地从上至下依次进行水平运动，并分别记录S21幅、相数据，依据曲线数据幅度差和相位差是否符合指标要求的幅度相位一致性确定出紧缩场系统平面波场区范围，如果符合则撤去静区场二维扫描架；
步骤四、将静区场二维扫描架重新架设至二维转台上，进行平面波场区测量，如果出现S21相位曲线存在明显线性或周期性递增或递减趋势时，则进行转台俯仰角或水平方位角的调整；如果无此规律，但幅度差较大，则进行馈源位置调整；直到平面波场区测量结果符合测试指标要求。
进一步地，紧缩场反射面口面至接收天线口面距离3m。
进一步地，紧缩场反射面支撑座用吸波材料覆盖。
进一步地，馈源位置调整机构，包含三维转台和水平精密二维坐标调整机构。
进一步地，馈源位置调整机构固定在距离紧缩场反射面1.3m处，高度在距离紧缩场反射面底座面0.36m处。
本发明的有益效果：本发明引入1mm频段紧缩场检测系统的各部件，便于在1mm频段紧缩场系统应用之前检测系统的平面波场区范围，保证1mm紧缩场的后续性能，提高1mm频段紧缩场系统的静区场稳定性和测试准确性。
具体实施方式
一种1mm频段紧缩场系统，包括以下部分：
●HD-1000CATR1200T紧缩场系统反射面
●HD-1000CATR1200T紧缩场系统馈源组
●馈源位置调整机构，包含三维转台和水平精密二维坐标调整机构
●0.5m×0.5m静区场二维扫描架一套
●扫描架安装二维转台一个
1mm频段紧缩场系统具体使用步骤
(1)1mm频段紧缩场系统安装过程
紧缩场反射面口面中心至接收天线中心的连接呈垂直；紧缩场反射面口面至接收天线口面距离3m；紧缩场反射面支撑座用吸波材料覆盖；从馈源天线主瓣方向半球面内无电波反射物；发射、接收端射频电缆应为稳相电缆；矢网等测试仪器位于紧缩场主波束侧面并用吸波材料或吸波屏遮挡。
引入馈源位置调整机构的馈源支架位置。引入扫描架安装二维转台至紧缩场系统接收端部分。引入静区二维扫描架并与转台连接，保证二维扫描架垂直维和水平维行程中心对准紧缩场反射面中心；二维扫描架水平维行程与地面平行。
(2)1mm频段紧缩场系统首次使用调整过程
——反射面紧缩场系统安装及安装位置调整
按照系统实施步骤将系统安装完毕后，设置矢网信号频率为测试中心频率，设置二维扫描架y轴(x轴)垂直(水平)扫描并分别记录S21幅、相数据，依照曲线状态调整紧缩场反射面水平(俯仰)偏置。
调整紧缩场反射面水平偏置过程中，如y＝250mm处x从0～500mm各点测试S21相位曲线存在明显线性或周期性递增或递减趋势时，需要顺时针或逆时针微调转台水平方位角，具体方向视情况而定。若递增或递减趋势更剧烈需向相反方向调整，若递增或递减趋势变缓则需继续往相同方向调整，调整至无递增或递减趋势，或出现缓慢变化的峰值或谷值在x＝250mm处可认为位置调整完毕。俯仰偏置与水平偏置类似。
——馈源位置调整
将接收天线置于二维扫描面的中心点，设置矢网信号频率为测试中心频率，观察S21曲线，通过馈源调整机构调整馈源位置使S21达到最小，固定此馈源位置为实际应安装位置。
如幅度差较大需后撤馈源天线，使反射面包围馈源天线方向图的范围在1dB波瓣宽度范围，利用精密二维坐标调整机构来微调馈源位置。如相位差较大可以调整馈源的俯仰角度，调整的范围依据测试结果而定。
——紧缩场系统平面波场区测量
二维扫描架水平运动，按照垂直高度间隔0.1m从上至下依次进行水平运动，并分别记录S21幅、相数据，依据6组曲线数据幅度差和相位差是否符合指标要求的幅度相位一致性确定出紧缩场系统平面波场区范围。如果符合紧缩场系统平面波场区指标要求，即可撤去静区场二维扫描架，进行紧缩场系统的下一步应用，如天线测试和目标RCS测试等。
(3)1mm频段紧缩场系统再次使用调整方法
将静区场二维扫描架重新架设至二维转台上，进行平面波场区测量，如果出现S21相位曲线存在明显线性或周期性递增或递减趋势时，需要进行转台俯仰角或水平方位角的调整；如果无此规律，但幅度差较大，需要进行馈源位置调整。直到平面波场区测量结果符合测试指标要求。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种1mm频段紧缩场系统，其特征在于：该系统包括紧缩场反射面、紧缩场馈源、馈源位置调整机构、静区场二维扫描架、二维转台；其中，发射端包括所述紧缩场反射面、紧缩场馈源以及馈源位置调整机构，馈源位置调整机构用来支撑紧缩场馈源；接收端包括所述静区场二维扫描架和二维转台，所述静区场二维扫描架水平维行程与地面平行，所述静区场二维扫描架与所述二维转台连接，保证静区场二维扫描架垂直维和水平维行程中心对准紧缩场反射面中心；该系统的工作过程如下：
步骤一、设置矢网信号频率为测试中心频率，设置二维扫描架y轴垂直扫描或x轴水平扫描，并分别记录S21幅、相数据，依照曲线状态调整紧缩场反射面水平或俯仰偏置；
步骤二、馈源位置调整：将接收天线置于二维扫描面的中心点，观察S21相位曲线，通过馈源位置调整机构调整馈源位置使S21达到最小，此馈源位置为实际应安装位置；
步骤三、紧缩场系统平面波场区测量：二维扫描架水平运动，按照垂直高度间隔地从上至下依次进行水平运动，并分别记录S21幅、相数据，依据曲线数据幅度差和相位差是否符合指标要求的幅度相位一致性确定出紧缩场系统平面波场区范围，如果符合则撤去静区场二维扫描架；
步骤四、将静区场二维扫描架重新架设至二维转台上，进行平面波场区测量，如果出现S21相位曲线存在明显线性或周期性递增或递减趋势时，则进行转台俯仰角或水平方位角的调整；如果无此规律，但幅度差较大，则进行馈源位置调整；直到平面波场区测量结果符合测试指标要求。
2.如权利要求1所述的一种1mm频段紧缩场系统，其特征在于：进一步地，紧缩场反射面口面至接收天线口面距离3m。
3.如权利要求1或2所述的一种1mm频段紧缩场系统，其特征在于：进一步地，紧缩场反射面支撑座用吸波材料覆盖。
4.如权利要求1或2所述的一种1mm频段紧缩场系统，其特征在于：进一步地，馈源位置调整机构，包含三维转台和水平精密二维坐标调整机构。
5.如权利要求4所述的一种1mm频段紧缩场系统，其特征在于：进一步地，馈源位置调整机构固定在距离紧缩场反射面1.3m处，高度在距离紧缩场反射面底座面0.36m处。
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