CN106771690B - 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置 - Google Patents
一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106771690B CN106771690B CN201510794965.7A CN201510794965A CN106771690B CN 106771690 B CN106771690 B CN 106771690B CN 201510794965 A CN201510794965 A CN 201510794965A CN 106771690 B CN106771690 B CN 106771690B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- faraday rotator
- polarization
- wave
- aperture plate
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本发明公开了一种固定式准光法拉第旋转器性能测试方法,属于毫米波准光技术领域。将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间,发射天线和接收天线极化方向均垂直地面,通过调整极化栅网网丝与地面的夹角改变入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向与地面夹角。当两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度时,接收天线不需要转动90度就可以测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量,从而计算出法拉第旋转器出射波的长轴和倾角。本发明还公开了一种法拉第旋转器性能测定装置。本发明对法拉第旋转器测重精度高,且结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置。
背景技术
法拉第旋转器是一种具有电磁波单向传输特性的毫米波隔离器,其应用于收发信号的分离。当一个线极化平面波行进在与磁化矢量平行且具有均匀厚度的法拉第旋转器中时,将分裂成两个反向旋转的圆极化波,它们具有不同的磁导率和不同的传播常数,传输中的极化波是这两个圆极化波的叠加,从法拉第旋转器出射后叠加成为一个椭圆极化的平面波,主轴旋转了一个角度,称为法拉第旋转角。通常法拉第旋转器设计为出射椭圆极化电磁波主轴与入射线极化波极化方向夹角45度,因此对于法拉第旋转器出射椭圆极化电磁波的精确测定极为重要(参见[Paul F.Goldsmith,”Quasioptical Systems:Gaussian BeamQuasioptical Propogation and Applications,”(IEEE Press series on RF andMicrowave Technology)[1 ed]])。
目前采用的椭圆极化波测量方法是,通过转动接收线极化天线使其调整极化方向,分别测得椭圆极化波的两个正交分量的幅度和相位,从而计算出椭圆极化波的各参量(参见[Benjamin Lax,”Quasi-Optical Ferrite Reflection Circulator,”IEEETRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,VOL.41,NO.12,DECEMBER 1993])。但这种方法需要调整接收天线的位置状态,改变天线位置状态会引入接收信号的相位误差,从而影响计算精度。
发明内容
本发明的目的就是通过旋转引入系统的极化栅网代替旋转接收天线,精确测量准光法拉第旋转器性能。
本发明的固定式准光法拉第旋转器性能测试方法,将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间,天线1发射垂直极化电磁波,天线2接收垂直极化电磁波。调整极化栅网网丝与地面法向的夹角,改变入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向与地面法向的夹角。通过两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度,接收天线则不需要转动90度调整极化方向就可以测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量。使用通过调整极化线栅网丝与地面法向夹角得到的法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量可以计算出该椭圆极化波的长轴与倾角。
本发明的固定式准光法拉第旋转器性能测试装置,其特征在于,包括:线极化天线、极化栅网、极化栅网旋转工装、法拉第旋转器、矢量网络分析仪;发射线极化天线连接矢量网络分析仪分析仪1端口;接收线极化天线连接矢量网络分析仪2端口;极化栅网安装在旋转工装上。
相比现有技术,本发明能够固定测量过程中接收天线的位置状态,避免改变接收天线位置状态引入的相位误差,从而精确计算准光法拉第旋转器出射椭圆极化场。
附图说明
附图1为本发明装置的结构原理示意图附图标记:1、发射天线;2、Y轴;3、X轴;4、Z轴;5、极化栅网及其旋转工装;6、法拉第旋转器及其工装;7、接收天线;8、端口1;9、端口2
附图2为本发明装置的结构图附图标记:1、发射天线;2、Y轴;3、X轴;4、Z轴;5、极化栅网及其旋转工装;6、法拉第旋转器及其工装;7、接收天线;8、端口1;9、端口2;10、矢量网络分析仪
附图3第一步测量椭圆极化场示意图附图标记:1、Y轴;2、X轴;3、入射方向;4、τ;5、θ;6、 E′y0;7、E′x0;8、OA
附图4第二步测量椭圆极化场示意图附图标记:1、Y轴;2、X轴;3、入射方向;4、E″y0;5、E″x0; 6、OA
具体实施方法
如附图1所示,将两个线极化天线、极化栅网和法拉第旋转器依次放置在Z轴,X轴与Z轴所在平面与地面平行,线极化天线极化方向为Y轴方向,垂直于地面。发射天线连接矢量网络分析仪1端口,接收天线连接矢量网络分析仪2端口。
首先将极化栅网网丝方向沿Y轴正方向向X轴负方向旋转45度,此时透过极化栅网的线极化电磁波极化方向为沿Y轴正方向向X轴正方向旋转45度,通过矢量网络分析仪测量得到一个Y轴方向S21值的幅度E′y0和相位φ′y0,其关系如下式所示
此时X轴方向分量E′x0、φ′x0未知,如附图3所示。
然后将极化栅网网丝方向沿Y轴正方向向X轴正方向旋转45度,此时透过极化栅网的线极化电磁波极化方向为沿Y轴正方向向X轴负方向旋转45度,此时第一次通过法拉第旋转器产生的椭圆极化波主轴方向沿Y轴正方向向X轴负方向旋转了90度,通过矢量网络分析仪测量得到一个Y轴方向S21值的幅度 E″y0和相位此时测到的量与第一次测量状态时X轴方向的S21值的幅度E′x0和相位φ′x0对应相同,即为
通过两次测量得到的接收天线Y轴方向的S21值的幅度和相位就可以计算出法拉第旋转器出射椭圆极化波的长轴和倾角。
首先计算Y轴分量和X轴分量的相位差为
Δφ=φ′y0-φ′x0=φ′y0-φ″y0 (3)
从而计算出椭圆极化波的长轴OA为
此时,椭圆极化波主轴与Y轴之间夹角τ为
进而得到法拉第旋转器旋转角θ为
θ=45°-τ (6) 。
Claims (4)
1.一种固定式准光法拉第旋转器性能测试方法,其特征在于,将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间,天线1发射垂直极化电磁波,天线2接收垂直极化电磁波,调整极化栅网网丝与地面法向的夹角,改变入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向与地面法向的夹角,通过两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度,天线2则不需要转动90度调整极化方向就可以测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量。
2.如权利要求1所述的固定式准光法拉第旋转器性能测试方法,其特征在于,使用通过调整极化线栅网丝与地面法向夹角得到的法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量计算出该椭圆极化波的轴比与倾角。
3.一种固定式准光法拉第旋转器性能测试装置,其特征在于,包括:线极化天线、极化栅网、极化栅网旋转工装、法拉第旋转器、矢量网络分析仪;发射线极化天线连接矢量网络分析仪1端口;接收线极化天线连接矢量网络分析仪2端口;极化栅网安装在旋转工装上;沿电磁波传播方向,发射线极化天线、极化栅网、法拉第旋转器和接收线极化天线依次放置,通过两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度,从而测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量,使用两个正交分量的相位差以及幅度值计算出椭圆极化波的长轴值及长轴的倾角,进而计算法拉第旋转器的旋转角。
4.如权利要求3所述固定式准光法拉第旋转器性能测试装置,其特征在于,极化栅网旋转工装定位极化栅网所旋转的角度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510794965.7A CN106771690B (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510794965.7A CN106771690B (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106771690A CN106771690A (zh) | 2017-05-31 |
CN106771690B true CN106771690B (zh) | 2019-05-14 |
Family
ID=58916449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510794965.7A Expired - Fee Related CN106771690B (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106771690B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107367642B (zh) * | 2017-08-01 | 2019-06-18 | 北京航天光华电子技术有限公司 | 一种测量波导圆极化器轴比的装置 |
JP6847333B2 (ja) * | 2018-12-19 | 2021-03-24 | 三菱電機株式会社 | 軸比測定方法および軸比測定装置 |
CN111726175B (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-25 | 中国信息通信研究院 | 一种测试微波传输设备ccdp性能的方法和装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4698497A (en) * | 1986-05-22 | 1987-10-06 | Westinghouse Electric Corp. | Direct current magneto-optic current transformer |
EP1400813A2 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Photomagnetic field sensor |
CN101339217A (zh) * | 2008-08-12 | 2009-01-07 | 北京航空航天大学 | 一种用于极化方向测量的测试系统 |
CN102183743A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-09-14 | 北京航空航天大学 | 一种长波长星载ctlr模式简缩极化sar的定标方法 |
CN102590795A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 中国电子科技集团公司第二十二研究所 | 基于矢量网络分析仪的微波散射特性测试系统 |
CN103067096A (zh) * | 2012-10-05 | 2013-04-24 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 准确测试天线两个正交线极化分量的校准方法 |
CN104659498A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-05-27 | 北京航空航天大学 | 一种可旋转双天线有源极化校准装置及其极化校准方法 |
-
2015
- 2015-11-19 CN CN201510794965.7A patent/CN106771690B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4698497A (en) * | 1986-05-22 | 1987-10-06 | Westinghouse Electric Corp. | Direct current magneto-optic current transformer |
EP1400813A2 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Photomagnetic field sensor |
CN101339217A (zh) * | 2008-08-12 | 2009-01-07 | 北京航空航天大学 | 一种用于极化方向测量的测试系统 |
CN102183743A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-09-14 | 北京航空航天大学 | 一种长波长星载ctlr模式简缩极化sar的定标方法 |
CN102590795A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 中国电子科技集团公司第二十二研究所 | 基于矢量网络分析仪的微波散射特性测试系统 |
CN103067096A (zh) * | 2012-10-05 | 2013-04-24 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 准确测试天线两个正交线极化分量的校准方法 |
CN104659498A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-05-27 | 北京航空航天大学 | 一种可旋转双天线有源极化校准装置及其极化校准方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
一种新型多层膜结构的法拉第旋转器;周馥 等;《上海交通大学学报》;20020331;第337-339页,第343页 |
法拉第旋转角测量的同相检测法;王光辉 等;《光电子 °激光》;20041231;第1477-1478页,第1482页 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106771690A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Seo et al. | Characterization of electromagnetic properties of polymeric composite materials with free space method | |
CN106771690B (zh) | 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置 | |
CN104659498A (zh) | 一种可旋转双天线有源极化校准装置及其极化校准方法 | |
CN105388442B (zh) | 一种基于可移动短路板的自由空间法校准方法 | |
CN103235194A (zh) | 一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法 | |
WO2022193402A1 (zh) | 测量阵列天线的相位一致性补偿值的方法和系统 | |
CN103364645A (zh) | 虚拟馈电网络的天线阵列近场测量方法 | |
Olk et al. | Highly accurate fully-polarimetric radar cross section facility for mono-and bistatic measurements at W-band frequencies | |
Sarabandi et al. | Pattern and gain characterization using nonintrusive very-near-field electro-optical measurements over arbitrary closed surfaces | |
CN106199220B (zh) | 基于光程差校正的阵列天线相位一致性测量方法 | |
CN113092880B (zh) | 一种基于相位旋转的多通道阵列接收机幅相不一致性检测方法 | |
Bradley et al. | An investigation of bistatic calibration objects | |
RU2516697C2 (ru) | Способ измерения угла крена летательного аппарата и устройство для его реализации | |
CN110174639B (zh) | 一种准确提取干涉仪天线阵列单元相位中心的方法 | |
Vieira et al. | Calibration procedures for microwave vector comparators | |
Forte et al. | Antenna polarization characterization with vector network analyzer measurements | |
Massman et al. | Calibration and cross-polarization measurement standard requirements for focus beam material characterization systems | |
Haibo et al. | The study of mono-pulse angle measurement based on digital array radar | |
Gao et al. | Anisotropic Permittivity Measurement Using Lens Antennas | |
Shang et al. | Accurate method for measuring the characteristic parameters and the phase center of the circularly polarized antennas | |
Honda et al. | OTA Experiments on the Angular Accuracy of a Phase Monopulse AOA Antenna Using the Mean IQ-Value Method in a Rician Fading Channel | |
RU2745836C1 (ru) | Поляризационно-модуляционная радиомаячная система измерения угла крена летательного аппарата | |
Yun | Research on Eigenvalue Decomposition Algorithm:—Based on Polarization Calibration | |
Nagaraju et al. | Performance Analysis of Sparse Array Using Compressive Sensing in A Closed Multi-Path Environment | |
Liu et al. | Calibration method of amplitude and phase consistency of digital variable polarization radar receiving system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190514 Termination date: 20191119 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |