CN110244137A - 一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统 - Google Patents

一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统 Download PDF

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CN110244137A CN201910570436.7A CN201910570436A CN110244137A CN 110244137 A CN110244137 A CN 110244137A CN 201910570436 A CN201910570436 A CN 201910570436A CN 110244137 A CN110244137 A CN 110244137A
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Abstract

本申请实施例提供一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统，所述方法包括以下步骤：向辅助极化栅网发射入射波；在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率；在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网；用所述接收天线接收透射波，接收到的功率是第二接收功率；所述待测极化栅网功率传输系数是：Transmission＝20log(P2/P1)。本申请还提供了一个适用于以上方法的装置。与现有技术极化栅网参数测量方法和装置比较，本申请具有测量精度高、工作频带宽、系统简单、容易操作的有益效果。

Description

一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统
技术领域
本申请涉及微波遥感技术领域，尤其涉及一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统。
背景技术
极化栅网是一种具有宽频带特性的频率选择表面，由一组等间距金属丝排列而成。当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向平行时，电磁波被全反射；当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向垂直时，电磁波可全透射。因此极化栅网可用作极化筛选器，广泛用在微波遥感领域。极化栅网的传输、反射及交叉极化隔离度是极化栅网的主要参数，现有技术的测量方法存在测量精度低、工作频带窄的问题。
发明内容
本申请提出了一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统，解决现有技术测量精度低、工作频带窄的问题。
本申请实施例采用下述技术方案：
本申请实施例提供一种极化栅网功率传输系数的测量方法，包括以下步骤：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；用所述接收天线接收透射波，接收到的功率是第二接收功率；所述待测极化栅网功率传输系数是：Transmission＝20log(P2/P1)，其中，Transmission是所述待测极化栅网功率传输系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
本申请实施例提供一种极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量方法，包括以下步骤：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；将所述接收天线的极化方向变为与所述入射波的极化方向垂直，接收透射波，接收到的功率是第二接收功率；所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度是：Isolation_T＝20log(P2/P1)，其中，Isolation_T是所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
本申请实施例提供一种极化栅网功率反射系数的测量方法，包括以下步骤：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；在所述入射波的传播方向上，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；将所述金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；用所述接收天线接收所述待测极化栅网的反射波，接收到的功率是第二接收功率；所述待测极化栅网功率反射系数是：Reflection＝20log(P2/P1)，其中，Reflection是所述待测极化栅网功率反射系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
本申请实施例提供一种极化栅网反射状态下交叉极化隔离度的测量方法，包括以下步骤：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；在所述入射波的传播方向上，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；将所述金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；将所述接收天线的极化方向变为与所述入射波的极化方向垂直，接收所述待测极化栅网的反射波，接收到的功率是第二接收功率；所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度是：Isolation_R＝20log(P2/P1)，其中，Isolation_R是所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
本申请实施例还提供一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量系统，用于以上方法，包括：发射天线、接收天线、辅助极化栅网、金属板、待测极化栅网：所述发射天线，用于发射入射波；所述接收天线，用于接收所述待测极化栅网的透射波，以及所述金属板或所述待测极化栅网的反射波；所述辅助极化栅网，用于对所述入射波进行极化选择，以及做对比测试；所述金属板，用于在测量所述待测极化栅网的功率反射系数以及反射状态下交叉极化隔离度时做对比测试；所述待测极化栅网是被测物。
优选地，所述发射天线的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：与传统极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量方法和系统比较，本申请具有测量精度高、工作频带宽的有益效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为极化栅网功率传输系数的测量方法实施例的流程图；
图2为极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量方法实施例的流程图；
图3为极化栅网功率反射系数的测量方法实施例的流程图；
图4为极化栅网反射状态下交叉极化隔离度的测量方法实施例的流程图；
图5为极化栅网功率传输系数的测量系统实施例的结构示意图；
图6为极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量系统实施例结构示意图；
图7为极化栅网功率反射系数的测量系统实施例结构示意图；
图8为极化栅网功率反射状态下交叉极化隔离度的测量系统实施例结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
极化栅网是一种具有宽频带特性的频率选择表面，由一组等间距金属丝排列而成。当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向平行时，电磁波被全反射；当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向垂直时，电磁波可全透射。因此极化栅网可用作极化筛选器，广泛用在微波遥感领域。
本发明的目的在于提供一种用于极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度的测量方法，解决了极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度的测量问题。测量系统由发射天线、接收天线、辅助极化栅网、待测极化栅网、金属板组成。该方法有如下优点：测量精度高、工作频带宽、系统简单、容易操作。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为极化栅网功率传输系数的测量方法实施例的流程图。本申请实施例提供的一种极化栅网功率传输系数的测量方法，包括以下步骤：
步骤11：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。
极化栅网是一种具有宽频带特性的频率选择表面，由一组等间距金属丝排列而成。当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向平行时，电磁波被全反射；当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向垂直时，电磁波可全透射。此步骤是向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。此步骤的目的是做对比测试，使用辅助极化栅网可以对所述入射波进行极化选择，减小干扰、提高测量精度。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向是垂直极化。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。由于所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。
步骤12：在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同。
在步骤11中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述入射波的传播方向上接收透射过所述辅助极化栅网的电磁波，所用接收天线的极化方向与接收到的电磁波极化方向应为相同，即与所述入射波的极化方向相同。接收到的功率是第一接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述入射波的传播方向上接收透射过所述辅助极化栅网的电磁波，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同，例如是垂直极化，接收到的功率是第一接收功率，例如是P1。
步骤13：在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
将待测极化栅网放置在电磁波传播路径上，在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间。所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，因此电磁波也可以透射过所述待测极化栅网。
例如在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，例如是水平极化，因此电磁波也可以透射过所述待测极化栅网。所述待测极化栅网的所在平面也与所述辅助极化栅网所在平面平行。
步骤14：用所述接收天线接收透射波，接收到的功率是第二接收功率。
在步骤13中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网和所述待测极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，用所述接收天线接收透射过所述辅助极化栅网和所述待测极化栅网的电磁波，所述接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向相同，即与步骤12中相同。接收到的功率是第二接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网和所述待测极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述入射波的传播方向上接收透射过所述辅助极化栅网和所述待测极化栅网的电磁波，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同，例如是垂直极化，接收到的功率是第二接收功率，例如是P2。
步骤15：所述待测极化栅网功率传输系数是：Transmission＝20log(P2/P1)，其中，Transmission是所述待测极化栅网功率传输系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
所述第一接收功率包含与入射波极化方向相同的分量及与入射波极化方向垂直的分量，由于经过辅助极化栅网后，与所述入射波极化方向垂直的电磁波的功率是一个极小量，接收天线在与入射波极化方向垂直方向上的增益也是极小量，因此认为所述第一接收功率中与所述入射波极化方向垂直电磁波的功率可以忽略不计。同理所述第二接收功率中与所述入射波极化方向垂直电磁波的功率可以忽略不计。因此所述待测极化栅网功率传输系数是：Transmission＝20log(P2/P1)，其中，Transmission是所述待测极化栅网功率传输系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向所述辅助极化栅网发射垂直极化的入射波。故发射的电磁波水平极化分量被反射，垂直极化分量被传输通过，接收天线极化方向为垂直极化。
例如在步骤12中，所述第一接收功率为：
P1＝Pv·Rv+Ph·Rh
其中，P1是所述第一接收功率；Pv是经过所述辅助极化栅网后，垂直极化方向的电磁波的功率；Ph是经过所述辅助极化栅网后，水平极化方向垂直的电磁波的功率；Rv是所述接收天线在垂直极化方向上的增益；Rh是所述接收天线在水平极化方向上的增益。
经过所述辅助极化栅网后，水平极化方向电磁波的功率Ph是一个极小量，Rh也是一个极小量，Ph·Rh忽略不计，故有：
P1≈Pv·Rv
在所述辅助极化栅网和所述接收天线之间插入被测极化栅网，极化方向例如是水平极化，即与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
例如在步骤14中，所述第二接收功率为：
P2＝P'v·Rv+P'h·Rh
其中，P2是所述第二接收功率，P'v是经过所述被测极化栅网后，垂直极化方向的电磁波的功率；P'h是经过所述被测极化栅网后，水平极化方向的电磁波的功率，即Pv经过所述被测极化栅网后产生的交叉极化分量。
经过被测极化栅网后，P'h是一个极小量，Rh也是一个极小量，P'h·Rh忽略不计。故：
P2≈P'v·Rv
功率传输系数为：
Transmission＝20log(P2/P1)＝20log(P'v/Pv)。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
图2为极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量方法实施例的流程图。本申请提供的一种极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量方法，包括以下步骤：
步骤21：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。
极化栅网是一种具有宽频带特性的频率选择表面，由一组等间距金属丝排列而成。当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向平行时，电磁波被全反射；当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向垂直时，电磁波可全透射。此步骤是向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。此步骤的目的是做对比测试，使用辅助极化栅网可以对所述入射波进行极化选择，减小干扰、提高测量精度。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向是垂直极化。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。由于所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。
步骤22：在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同。
在步骤21中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述入射波的传播方向上接收透射过所述辅助极化栅网的电磁波，所用接收天线的极化方向与接收到的电磁波极化方向应为相同，即与所述入射波的极化方向相同。接收到的功率是第一接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述入射波的传播方向上接收透射过所述辅助极化栅网的电磁波，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同，例如是垂直极化，接收到的功率是第一接收功率，例如是P1。
步骤23：在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
将待测极化栅网放置在电磁波传播路径上，在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间。所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，因此电磁波被所述待测极化栅网反射，只有少部分透射过所述待测极化栅网。
例如在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，例如是垂直极化，因此电磁波被所述待测极化栅网反射，只有少部分透射过所述待测极化栅网。所述待测极化栅网的所在平面也与所述辅助极化栅网所在平面平行。
步骤24：将所述接收天线的极化方向变为与所述入射波的极化方向垂直，接收透射波，接收到的功率是第二接收功率。
在步骤23中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，然后被所述待测极化栅网反射，只有少部分透射过所述待测极化栅网，用所述接收天线接收透射过所述辅助极化栅网和所述待测极化栅网的电磁波，所述接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向垂直，即与步骤22中垂直。接收到的功率是第二接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，然后被所述待测极化栅网反射，只有少部分透射过所述待测极化栅网，在所述入射波的传播方向上接收透射过所述辅助极化栅网和所述待测极化栅网的电磁波，所用接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向垂直，例如是水平极化，接收到的功率是第二接收功率，例如是P2。
步骤25：所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度是：Isolation_T＝20log(P2/P1)，其中，Isolation_T是所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
所述第一接收功率包含与入射波极化方向相同的分量及与入射波极化方向垂直的分量，由于经过辅助极化栅网后，与所述入射波极化方向垂直的电磁波的功率是一个极小量，接收天线在与入射波极化方向垂直方向上的增益也是极小量，因此认为所述第一接收功率中与所述入射波极化方向垂直电磁波的功率可以忽略不计。同理所述第二接收功率中与所述入射波极化方向相同电磁波的功率可以忽略不计。因此所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度是：Isolation_T＝20log(P2/P1)，其中，Isolation_T是所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向所述辅助极化栅网发射垂直极化的入射波。故发射的电磁波水平极化分量被反射，垂直极化分量被接收天线接收，接收天线极化方向为垂直极化。
例如在步骤22中，所述第一接收功率为：
P1＝Pv·Rv+Ph·Rh
其中，P1是所述第一接收功率；Pv是经过所述辅助极化栅网后，垂直极化方向的电磁波的功率；Ph是经过所述辅助极化栅网后，水平极化方向垂直的电磁波的功率；Rv是所述接收天线在垂直极化方向上的增益；Rh是所述接收天线在水平极化方向上的增益。
经过所述辅助极化栅网后，水平极化方向的功率Ph是一个极小量，Rh也是一个极小量，Ph·Rh忽略不计，故：
P1≈Pv·Rv
在所述辅助极化栅网和所述接收天线之间插入被测极化栅网，极化方向例如是垂直极化，即与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。将所述接收天线旋转90°，即所述接收天线极化方向为水平极化。
例如在步骤24中，所述第二接收功率为：
P2＝P'v·Rh+P'h·Rv
其中，P2是所述第二接收功率，P'v是经过所述被测极化栅网后，垂直极化方向的电磁波的功率，即Pv经过所述被测极化栅网后产生的交叉极化分量；P'h是经过所述被测极化栅网后，水平极化方向的电磁波的功率。
经过被测极化栅网后，P'v是一个极小量，Rh是一个极小量，P'v·Rh忽略不计。故：
P2≈P'h·Rv
传输状态下的交叉隔离度为：
Isolation_T＝20log(P2/P1)＝20log(P'h/Pv)
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
图3为极化栅网功率反射系数的测量方法实施例的流程图。本申请提供的一种极化栅网功率反射系数的测量方法，包括以下步骤：
步骤31：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。
极化栅网是一种具有宽频带特性的频率选择表面，由一组等间距金属丝排列而成。当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向平行时，电磁波被全反射；当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向垂直时，电磁波可全透射。此步骤是向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。此步骤的目的是做对比测试，使用辅助极化栅网可以对所述入射波进行极化选择，减小干扰、提高测量精度。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向是垂直极化。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。由于所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。
步骤32：在所述入射波的传播方向上，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
在步骤31中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，透射过所述辅助极化栅网的电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述辅助极化栅网后端、入射波的传播方向上放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，透射过所述辅助极化栅网的电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变，例如是垂直极化。
步骤33：在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同。
在步骤32中，电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变，在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，所用接收天线的极化方向与接收到的电磁波极化方向应为相同，即与所述入射波的极化方向相同。接收到的功率是第一接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，透射过所述辅助极化栅网的电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变，例如是垂直极化，接收到的功率是第一接收功率，例如是P1。
步骤34：将所述金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
将步骤33中的金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，因此电磁波被所述待测极化栅网反射，只有少部分透射过所述待测极化栅网。
例如将步骤33中的金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，例如是垂直极化，因此电磁波被所述待测极化栅网反射，只有少部分透射过所述待测极化栅网。所述待测极化栅网的所在平面也与所述辅助极化栅网所在平面平行。
步骤35：用所述接收天线接收所述待测极化栅网的反射波，接收到的功率是第二接收功率。
在步骤34中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，然后被所述待测极化栅网反射，用所述接收天线接收所述待测极化栅网的反射波，所述接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向相同，即与步骤33中相同。接收到的功率是第二接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，然后被所述待测极化栅网反射，接收所述待测极化栅网的反射波，所用接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向相同，例如是垂直极化，接收到的功率是第二接收功率，例如是P2。
步骤36：所述待测极化栅网功率反射系数是：Reflection＝20log(P2/P1)，其中，Reflection是所述待测极化栅网功率反射系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
所述第一接收功率包含与入射波极化方向相同的分量及与入射波极化方向垂直的分量，由于经过辅助极化栅网后，与所述入射波极化方向垂直的电磁波的功率是一个极小量，接收天线在与入射波极化方向垂直方向上的增益也是极小量，因此认为所述第一接收功率中与所述入射波极化方向垂直电磁波的功率可以忽略不计。同理所述第二接收功率中与所述入射波极化方向垂直电磁波的功率可以忽略不计。因此所述待测极化栅网功率反射系数是：Reflection＝20log(P2/P1)，其中，Reflection是所述待测极化栅网功率反射系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向所述辅助极化栅网发射垂直极化的入射波。故发射的电磁波水平极化分量被反射，垂直极化分量透射过所述辅助极化栅网。在步骤32-33中，透射波经金属板反射被接收天线接收，接收天线极化方向为垂直极化。
例如在步骤33中，所述第一接收功率为：
P1＝Pv·Rv+Ph·Rh
其中，P1是所述第一接收功率；Pv是经过所述辅助极化栅网后，垂直极化方向的电磁波的功率；Ph是经过所述辅助极化栅网后，水平极化方向垂直的电磁波的功率；Rv是所述接收天线在垂直极化方向上的增益；Rh是所述接收天线在水平极化方向上的增益。
经过辅助极化栅网后，水平极化方向的功率Ph是一个极小量，Rh也是一个极小量，Ph·Rh忽略不计，故：
P1≈Pv·Rv
将金属板替换为被测极化栅网，极化方向例如是垂直极化，即与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
例如在步骤35中，所述第二接收功率为：
P2＝P'v·Rv+P'h·Rh
其中，P2是所述第二接收功率，P'v是经过所述被测极化栅网反射后，垂直极化方向的电磁波的功率，P'h是经过所述被测极化栅网反射后，水平极化方向的电磁波的功率。
经过所述被测极化栅网反射后，P'h是一个极小量，Rh也是一个极小量，故：
P2≈P'v·Rv
功率反射系数为：
Reflection＝20log(P2/P1)＝20log(P'v/Pv)。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
图4为极化栅网反射状态下交叉极化隔离度的测量方法实施例的流程图。本申请提供的一种极化栅网反射状态下交叉极化隔离度的测量方法，包括以下步骤：
步骤41：向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。
极化栅网是一种具有宽频带特性的频率选择表面，由一组等间距金属丝排列而成。当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向平行时，电磁波被全反射；当入射电磁波极化方向与极化栅网线方向垂直时，电磁波可全透射。此步骤是向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。此步骤的目的是做对比测试，使用辅助极化栅网可以对所述入射波进行极化选择，减小干扰、提高测量精度。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向是垂直极化。为了尽量减小测试系统各元器件之间多次反射叠加造成的影响，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°。由于所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，电磁波可全透射。
步骤42：在所述入射波的传播方向上，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
在步骤41中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，透射过所述辅助极化栅网的电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，在所述辅助极化栅网后端、入射波的传播方向上放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，透射过所述辅助极化栅网的电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变，例如是垂直极化。
步骤43：在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同。
在步骤42中，电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变，在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，所用接收天线的极化方向与接收到的电磁波极化方向应为相同，即与所述入射波的极化方向相同。接收到的功率是第一接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，电磁波的传播方向和极化方向不变，透射过所述辅助极化栅网的电磁波全部被所述金属板反射，传播方向改变90°，极化方向不变，例如是垂直极化，接收到的功率是第一接收功率，例如是P1。
步骤44：将所述金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
将步骤43中的金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行，因此电磁波透射过所述待测极化栅网，只有少部分被所述待测极化栅网反射。
例如将步骤43中的金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，例如是水平极化，因此电磁波透射过所述待测极化栅网，只有少部分被所述待测极化栅网反射。所述待测极化栅网的所在平面也与所述辅助极化栅网所在平面平行。
步骤45：将所述接收天线的极化方向变为与所述入射波的极化方向垂直，接收所述待测极化栅网的反射波，接收到的功率是第二接收功率。
在步骤44中，电磁波可全透射过所述辅助极化栅网，然后透射过所述待测极化栅网，只有少部分被所述待测极化栅网反射，用所述接收天线接收所述待测极化栅网的反射波，所述接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向垂直，即与步骤43中垂直。接收到的功率是第二接收功率。
例如电磁波全透射过所述辅助极化栅网，然后透射过所述待测极化栅网，只有少部分被所述待测极化栅网反射，接收所述待测极化栅网的反射波，所用接收天线的极化方向应与所述入射波的极化方向垂直，例如是水平极化，接收到的功率是第二接收功率，例如是P2。
步骤46：所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度是：Isolation_R＝20log(P2/P1)，其中，Isolation_R是所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
所述第一接收功率包含与入射波极化方向相同的分量及与入射波极化方向垂直的分量，由于经过辅助极化栅网后，与所述入射波极化方向垂直的电磁波的功率是一个极小量，接收天线在与入射波极化方向垂直方向上的增益也是极小量，因此认为所述第一接收功率中与所述入射波极化方向垂直电磁波的功率可以忽略不计。同理所述第二接收功率中与所述入射波极化方向相同电磁波的功率可以忽略不计。因此所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度是：Isolation_R＝20log(P2/P1)，其中，Isolation_R是所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
例如辅助极化栅网的极化方向是水平极化，向所述辅助极化栅网发射垂直极化的入射波。故发射的电磁波水平极化分量被反射，垂直极化分量透射过所述辅助极化栅网。在步骤42-43中，透射波经金属板反射被接收天线接收，接收天线极化方向为垂直极化。
例如在步骤43中，所述第一接收功率为：
P1＝Pv·Rv+Ph·Rh
其中，P1是所述第一接收功率；Pv是经过所述辅助极化栅网后，垂直极化方向的电磁波的功率；Ph是经过所述辅助极化栅网后，水平极化方向垂直的电磁波的功率；Rv是所述接收天线在垂直极化方向上的增益；Rh是所述接收天线在水平极化方向上的增益。
经过辅助极化栅网后，水平极化方向的功率Ph是一个极小量，Rh也是一个极小量，Ph·Rh忽略不计，故：
P1≈Pv·Rv
将金属板替换为被测极化栅网，极化方向例如是水平极化，即与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行。
例如在步骤45中，所述第二接收功率为：
P2＝P'v·Rh+P'h·Rv
其中，P2是所述第二接收功率，P'v是经过所述被测极化栅网反射后，垂直极化方向的电磁波的功率，P'h是经过所述被测极化栅网反射后，水平极化方向的电磁波的功率。
经过所述被测极化栅网反射后，P'v是一个极小量，Rh是一个极小量，P'v·Rh忽略不计，故：
P2≈P'h·Rv
反射状态下交叉极化隔离度为：
Isolation_R＝20log(P2/P1)。
优选地，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
图5为极化栅网功率传输系数的测量系统实施例的结构示意图。本申请实施例提供的一种极化栅网功率传输系数的测量系统，包括：发射天线101、接收天线102、辅助极化栅网103、待测极化栅网104：所述发射天线101，用于发射入射波；所述接收天线102，用于接收所述待测极化栅网103的透射波；所述辅助极化栅网103，用于对所述入射波进行极化选择，以及做对比测试；所述待测极化栅网104是被测物。
图5实施例所述各部件具体工作的过程如图1所示实施例。见上文对各实施例的说明，具体见步骤11～15，这里不再赘述。
图6为极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量系统实施例的结构示意图。本申请实施例提供的一种极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量系统，包括：发射天线201、接收天线202、辅助极化栅网203、待测极化栅网204：所述发射天线201，用于发射入射波；所述接收天线202，用于接收所述待测极化栅网203的透射波；所述辅助极化栅网203，用于对所述入射波进行极化选择，以及做对比测试；所述待测极化栅网204是被测物。
图6实施例所述各部件具体工作的过程如图2所示实施例。见上文对各实施例的说明，具体见步骤21～25，这里不再赘述。
图7为极化栅网功率反射系数的测量系统实施例的结构示意图。本申请实施例提供的一种极化栅网功率反射系数的测量系统，包括：发射天线301、接收天线302、辅助极化栅网303、金属板304、待测极化栅网305：所述发射天线301，用于发射入射波；所述接收天线302，用于接收所述待测极化栅网303的透射波；所述辅助极化栅网303，用于对所述入射波进行极化选择，以及做对比测试；所述金属板304，用于在测量所述待测极化栅网的功率反射系数以及反射状态下交叉极化隔离度时做对比测试；所述待测极化栅网305是被测物。
图7实施例所述各部件具体工作的过程如图3所示实施例。见上文对各实施例的说明，具体见步骤31～36，这里不再赘述。
图8为极化栅网功率反射状态下交叉极化隔离度的测量系统实施例的结构示意图。本申请实施例提供的一种极化栅网功率反射状态下交叉极化隔离度的测量系统，包括：发射天线301、接收天线302、辅助极化栅网303、金属板304、待测极化栅网305：所述发射天线301，用于发射入射波；所述接收天线302，用于接收所述待测极化栅网303的透射波；所述辅助极化栅网303，用于对所述入射波进行极化选择，以及做对比测试；所述金属板304，用于在测量所述待测极化栅网的功率反射系数以及反射状态下交叉极化隔离度时做对比测试；所述待测极化栅网305是被测物。
图8实施例所述各部件具体工作的过程如图4所示实施例。见上文对各实施例的说明，具体见步骤41～46，这里不再赘述。
优选地，所述发射天线的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
如图5-8，图中各器件的极化方向如图所示，图中，@V表示天线极化方向或者极化栅网极化方向为垂直极化，@H表示天线极化方向或者极化栅网极化方向为水平极化。各部件具体工作的过程如图1-4所示实施例，见上文对各实施例的说明，具体见步骤11～15、21～25、31～36、41～46，这里不再赘述。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种极化栅网功率传输系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；
在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；
在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；
用所述接收天线接收透射波，接收到的功率是第二接收功率；
所述待测极化栅网功率传输系数是：
Transmission＝20log(P2/P1)
其中，Transmission是所述待测极化栅网功率传输系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
3.一种极化栅网传输状态下交叉极化隔离度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；
在所述入射波的传播方向上接收所述辅助极化栅网的透射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；
在所述辅助极化栅网和所述接收天线中间放置待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；
将所述接收天线的极化方向变为与所述入射波的极化方向垂直，接收透射波，接收到的功率是第二接收功率；
所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度是：
Isolation_T＝20log(P2/P1)
其中，Isolation_T是所述待测极化栅网传输状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
5.一种极化栅网功率反射系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；
在所述入射波的传播方向上，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；
在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；
将所述金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；
用所述接收天线接收所述待测极化栅网的反射波，接收到的功率是第二接收功率；
所述待测极化栅网功率反射系数是：
Reflection＝20log(P2/P1)
其中，Reflection是所述待测极化栅网功率反射系数，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
7.一种极化栅网反射状态下交叉极化隔离度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
向辅助极化栅网发射入射波，所述入射波的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向垂直，波束传播方向与所述辅助极化栅网所在平面成45°；
在所述入射波的传播方向上，在所述辅助极化栅网后端放置金属板，所述金属板所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；
在所述金属板反射方向上接收所述金属板的反射波，接收到的功率是第一接收功率，所用接收天线的极化方向与所述入射波的极化方向相同；
将所述金属板替换为待测极化栅网，所述待测极化栅网的极化方向与所述辅助极化栅网的极化方向相同，所在平面与所述辅助极化栅网所在平面平行；
将所述接收天线的极化方向变为与所述入射波的极化方向垂直，接收所述待测极化栅网的反射波，接收到的功率是第二接收功率；
所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度是：
Isolation_R＝20log(P2/P1)
其中，Isolation_R是所述待测极化栅网反射状态下交叉极化隔离度，P1是所述第一接收功率，P2是所述第二接收功率。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述入射波的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
9.一种极化栅网传输、反射及交叉极化隔离度测量系统，用于权利要求1～4所述方法，其特征在于，包括：发射天线、接收天线、辅助极化栅网、金属板、待测极化栅网：
所述发射天线，用于发射入射波；
所述接收天线，用于接收所述待测极化栅网的透射波，以及所述金属板或所述待测极化栅网的反射波；
所述辅助极化栅网，用于对所述入射波进行极化选择，以及做对比测试；
所述金属板，用于在测量所述待测极化栅网的功率反射系数以及反射状态下交叉极化隔离度时做对比测试；
所述待测极化栅网是被测物。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述发射天线的极化方向是垂直极化，所述辅助极化栅网的极化方向是水平极化。
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