CN107706540A - 一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于紧缩天线辐射场及目标散射测试系统技术领域，公开了一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，设置有：矩形高效率紧缩场馈源，矩形赋型反射面；矩形高效率紧缩场馈源固定在固定支架上；固定支架通过连杆与矩形赋型反射面背面支架、反射面离地调角支架连接；矩形赋型反射面安装在矩形赋型反射面背面支架上。本发明能够很好控制出射场场强分布，与传统非赋型反射面相比，阵列馈电的出射场除了具有矩形波束的辐射方向图外，方向图具有陡峭下降沿对准矩形赋型反射面的边缘，能够更有效的消除反射面边缘衍射；在反射面边缘处增加锯齿形或卷边处理，减小了静区电平起幅；出射场幅度均匀，静区效率高，静区效率可达到70％。

Description

一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统

技术领域

本发明属于厘米波、毫米波、亚毫米波的紧缩天线辐射场及目标散射测试系统技术领域，尤其涉及一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统。

背景技术

随着厘米波、毫米波、亚毫米波技术的快速发展，毫米波、亚毫米波天线测试的需求及各种目标在毫米波、亚毫米波频段散射参数测试日益迫切。天线辐射场测试可分为远场测试和近场测试，远场测试是在满足一定的测试距离后直接测量天线的远场特性，而近场测试则是测量待测天线的近场数据，然后根据傅里叶变换得到天线的远场特性。在不考虑外界干扰的情况下，一般远场测试结果比近场测试结果可靠。天线辐射场采用远场测试时需要保证发射天线和待测天线的最小间距大于2D²/λ。其中D表示待测天线的最大物理尺寸，λ表示测试频段的波长。从测试间距公式看，测试间距与天线工作波长成反比关系，即与工作频率成正比，当天线的频率越高时，测试间距很大。若要求测试天线远区场相位方向图时，需要更大的测试距离。利用紧缩场天线测试则可以有效地解决测试场地问题。单反射面紧缩场的静区利用率低，一般只有30％的静区利用率，原因是传统的单反射面紧缩场测试系统的出射场是一个凸包的形状，只有较小的一部分区域符合天线测试的要求。

综上所述，现有技术存在的问题是：当频率达到毫米波甚至亚毫米波时，构建天线辐射测试远场时，测试距离很大、场地费用高、建造成本高；紧缩场测试系统可以有效的解决场地大等问题，但传统单反射面紧缩场静区效率低，需要进一步的提高单反射面紧缩场静区效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统。

本发明是这样实现的：一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统设置有：

矩形高效率紧缩场馈源，用于产生初级辐射场，矩形赋型反射面，用于对初级辐射场的能量反射及相位补偿；

所述矩形高效率紧缩场馈源固定在固定支架上；

所述固定支架通过连杆与矩形赋型反射面背面支架、反射面离地调角支架连接；

矩形赋型反射面安装在所述矩形赋型反射面背面支架上。

进一步，所述矩形赋型反射面背面支架和反射面离地调角支架连接在一起。

进一步，所述矩形高效率紧缩场馈源的中心指向矩形赋型反射面的中心。

进一步，具有前后、左右及俯仰角度微调功能的固定支架。

进一步，所述矩形高效率紧缩场馈源阵列由m行n列的矩形阵列天线单元组成。

本发明的优点及积极效果为：由馈电阵列和矩形赋型反射面组成的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，不需要采用双反射镜甚至更多反射镜的方式提高天线或目标散射测试区即静区的利用率，以减小反射镜加工及微波暗室制造等工程难度；为区别传统单馈源紧缩场系统低静区利用率约30％，本发明静区效率可达70％，定义此高效静区为H区。本发明的阵列馈电矩形赋型反射面的高效率紧缩场测试系统采用矩形阵列作为馈源，与传统喇叭馈源或阵子馈源相比，出射场设计成具有矩形波束的辐射方向图，而不在是一种凸包的辐射方向图。

本发明能够很好的控制出射场场强分布，阵列馈电矩形赋型反射面的高效率紧缩场测试系统采用矩形赋型反射面作为反射镜，与传统非赋型反射面(加锯齿或卷边)相比，阵列馈电的出射场除了具有矩形波束的辐射方向图外，方向图具有陡峭下降沿对准矩形赋型反射面的边缘，因此能够更有效的消除反射面边缘衍射。为能够进一步的消除反射面边缘衍射，更进一步的减小静区的电平起幅，本发明在采用阵列馈电作为馈源和采用矩形赋型反射面作为反射镜的基础上，也可以在矩形赋型反射面的基础上在反射面边缘处增加锯齿或卷边。

附图说明

图1是本发明实施例提供的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的矩形高效率紧缩场馈源结构示意图；

图中：1、矩形高效率紧缩场馈源；2、固定支架；3、矩形赋型反射面；4、矩形赋型反射面背面支架；5、反射面离地调角支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统包括：矩形高效率紧缩场馈源1、矩形高效率紧缩场馈源与反射面的固定支架2、矩形赋型反射面3、矩形赋型反射面背面支架4、反射面离地调角支架5。

矩形高效率紧缩场馈源1安装在固定支架2上，矩形赋型反射面背面支架4和反射面离地调角支架5连接在一起，矩形赋型反射面3安装在矩形赋型反射面背面支架4上，固定支架2通过连杆与矩形赋型反射面背面支架4、反射面离地调角支架5连接；矩形高效率紧缩场的馈源1中心指向矩形赋型反射面3的中心。

矩形高效率紧缩场的馈源阵列1的辐射场的波束中心指向由固定支架2的调角装置保证，固定支架2具有前后、左右及俯仰角度的微调功能；矩形赋型反射面3准确的位置由矩形赋型反射面背面支架4、反射面离地调角支架5及馈源支架2协同确定；

如图2所示，高效率紧缩场馈源阵列由m行n列的矩形天线单元组成，单元天线的形式既可以是微带天线单元，也可以是对称阵子等其他阵子天线组成。图2中101表示天线单元，阵子单元行数m(m≥2)，每行阵子单元个数n(n≥2)；102和103表示每行天线单元的能量合成匹配段，(能量合成既可以微带(带状线)功分器合成也可以是其他能量耦合方式合成)，m*n个101天线单元通过合成匹配段进行幅度合成和相位分配；能量合成的总输出口为104；105表示馈源天线的支撑载体，既可以是介质板，也可以是金属腔体。

本发明实施例的馈源阵列辐射的矩形波束电磁波照射到矩形赋型反射面，经矩形赋型反射面反射后的电磁波以准平面波出射；经矩形赋型反射面反射后的电磁波在馈源上方形成了准平面波场区，与传统单反射面紧缩场比，该系统具有更紧缩特性和更大的准平面波区域，并将此区域定义为H区；矩形赋型反射面和馈电阵列用一个固定支架统一固定；矩形赋型反射面和馈电阵列的固定支架，固定馈源阵列的机构应可以前后、俯仰上下微调装置；为保证H区垂直于水平面，矩形赋型反射面、馈电阵列以及固定支架于地面的夹角应可调，在发射面下方具有固定支架调角机构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，其特征在于，所述矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统设置有：

用于对初级辐射场的能量反射及相位补偿的矩形高效率紧缩场馈源；

所述矩形高效率紧缩场馈源的阵列包括：天线单元、阵子单元、总输入端口、馈源天线的支撑载体；天线单元的阵子单元行数m，m≥2，每行阵子单元个数n，n≥2；每行天线单元的能量合成匹配段；m*n个天线单元通过合成匹配段进行幅度合成和相位分配；

所述高效率紧缩场馈源阵列由m行n列的矩形天线单元组成，单元天线的形式是微带天线单元或对称阵子。

2.如权利要求1所述的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，其特征在于，所述矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统还设置有：

用于产生初级辐射场，矩形赋型反射面；

所述矩形高效率紧缩场馈源固定在固定支架上；

所述固定支架通过连杆与矩形赋型反射面背面支架、反射面离地调角支架连接；

矩形赋型反射面安装在所述矩形赋型反射面背面支架上。

3.如权利要求2所述的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，其特征在于，所述矩形赋型反射面背面支架和反射面离地调角支架连接在一起。

4.如权利要求1所述的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，其特征在于，所述矩形高效率紧缩场馈源的中心指向矩形赋型反射面的中心。

5.如权利要求2所述的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，其特征在于，具有前后、左右及俯仰角度微调功能的固定支架。

6.如权利要求1所述的矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统，其特征在于，所述矩形高效率紧缩场馈源阵列，其辐射场的方向图特性具有圆形平顶波束或矩形平顶波束特性。