CN116222760A - 一种准光学器件辐射性能评估装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种准光学器件辐射性能评估装置及方法，其装置包括信号发射组件和信号接收组件，其方法包括产生的高斯波束信号以预设入射角向被测器件传播；传播至被测器件的高斯波束信号一部分被被测器件反射出去，另一部分透射出被测器件；分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。本发明通过高斯波束信号经过被测器件进行透射和反射，对透射和反射的高斯波束信号进行采集，将测试场数据与标准场数据进行相关性分析计算，通过电磁场的耦合系数计算分析辐射性能影响因数，具有简单易执行、计算快捷、普适性强的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及器件辐射性能评估技术领域，具体地，涉及一种准光学器件辐射性能评估装置及方法。
背景技术
准光学馈电网络系统可以实现多频段复合探测，能够进行多频率、多极化信号分离，与传统馈源喇叭直接馈电方式相比，准光学馈电网络系统具有传输效率高、插入损耗小等优点。准光学馈电网络系统由反射镜面、极化栅网、频率选择表面、平面折返镜等准光学部件等布局组合而成，其中，反射镜面主要用于改变波束传播方向，极化栅网实现垂直极化和水平极化信号按极化分离功能，频率选择表面实现不同频段电磁辐射信号按频率分离的功能。
频率选择表面和极化栅网等准光学器是准光系统的核心组成部分，其性能直接影响准光学馈电网络的功能实现，通常，在准光学馈电网络系统设计阶段，默认频率选择表面和极化栅网只影响准光系统的插入损耗，不影响准光系统的辐射性能，不会造成准光系统波束宽度的变化，然而，由于在产品实际加工过程中，受器件表面精度、材料性能不稳定等因素影响，准光器件存在影响准光系统辐射性能的可能，因此，需要对准光器件的辐射性能进行评估，根据获取的准光器件对辐射性能的影响因数，在准光系统设计、集成过程中进行补偿，从而消除准光器件对系统辐射性能的影响。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种准光学器件辐射性能评估装置。
根据本发明提供的一种准光学器件辐射性能评估装置，包括信号发射组件、信号接收组件和被测器件；
信号发射组件产生的高斯波束信号以预设入射角向被测器件传播；
传播至被测器件的高斯波束信号一部分被被测器件反射出去，另一部分透射出被测器件；
信号接收组件的扫描面分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；
根据反射辐射场数据、透射辐射场数据、基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。
可选地，信号发射组件包括第一固定件、信号发射模块和馈源喇叭，信号发射模块、馈源喇叭和被测器件均装配在第一固定件上，信号发射模块产生的信号经过馈源喇叭转换为高斯波束信号并从喇叭口面以预设入射角向被测器件传播。
可选地，第一固定件包括旋转台、位置调整台、第一装配台和第二装配台，位置调整台装配在旋转台上，第一装配台和/或第二装配台以位置可调节的形式装配在位置调整台上，信号发射模块和馈源喇叭装配在第一装配台上，被测器件装配在第二装配台上。
可选地，被测器件通过旋转装置装配在第二装配台上。
可选地，信号接收组件包括信号接收模块和第二固定件，信号接收模块装配在第二固定件上。
可选的，所述第二固定件包括扫描架以及扫描移动控制系统；所述扫描架根据所述扫描移动控制系统的控制信号进行横向移动以及纵向移动，以实现二维平面范围内的扫描。
本发明还提供一种准光学器件辐射性能评估方法，包括如下步骤：
产生的高斯波束信号以预设入射角向被测器件传播；
传播至被测器件的高斯波束信号一部分被被测器件反射出去，另一部分透射出被测器件；
分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；
根据反射辐射场数据、透射辐射场数据、基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。
可选地，基准反射辐射场数据的获取过程进一步包括：
采用平面镜替换被测器件，产生的高斯波束信号以预设入射角向平面镜传播；
接收高斯波束信号中被平面镜反射出去的高斯波束信号，并获取基准反射辐射场数据。
可选地，基准透射辐射场数据的获取过程进一步包括：
对产生的高斯波束信号进行直接透射传输并对直接透射传输的高斯波束信号进行接收；
根据接收的高斯波束信号获取基准透射辐射场数据。
可选地，传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数的计算公式分别为：
其中，Er1(x,y)为反射辐射场数据，Er2(x,y)为基准反射辐射场数据，Et1(x,y)为基准透射辐射场数据，Et2(x,y)为透射辐射场数据，ηt为Et1(x,y)和Et2(x,y)的耦合系数，ηr为Er1(x,y)和Er2(x,y)的耦合系数，x为横坐标，y为纵坐标。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的一种准光学器件辐射性能评估装置及方法，通过高斯波束信号经过被测器件进行透射和反射，对透射和反射的高斯波束信号进行采集，从而获取测试场数据，将测试场数据与标准场数据进行相关性分析计算，其中，标准场数据即基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据，通过电磁场的耦合系数计算分析辐射性能影响因数，具有简单易执行、且计算快捷的技术效果。此外，考虑到每个被测器件的口径尺寸和工作的入射角不一样，本申请提供的准光学器件辐射性能评估装置能够适用于不同尺寸和入射角的被测器件，具有普适性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例一提供的处于透射状态下的的准光学器件辐射性能评估装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的处于反射状态下的准光学器件辐射性能评估装置的结构示意图。
图3为本发明实施例一提供的信号发射组件的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的实施例一提供的信号发射组件的局部放大图；
图5为本发明实施例二提供的准光学器件辐射性能评估方法的流程图；
图6为本发明实施例二提供的基准反射辐射场数据的获取流程图；
图7为本发明实施例二提供的基准透射辐射场数据的获取流程图；
图8为本发明实施例二提供的另一基准透射辐射场数据的获取流程图。
图中：1、信号接收组件,；101、信号接收模块；102、安装座；103、横向移动控制系统；104、纵向移动控制系统；2、旋转台；3、信号发射模块；4、透射反射基准；5、被测器件；6、馈源喇叭；7、旋转装置；8、位置调整台；9、第一装配台；10、第二装配台；11、定位基准。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例一
请参阅图1和图5，本发明中的准光学器件辐射性能评估装置，可以包括信号发射组件、信号接收组件1和被测器件5；
信号发射组件产生的高斯波束信号以预设入射角向被测器件5传播，高斯波束信号具有能量集中且抗干扰性好的优点，其携带的信息也更多；
传播至被测器件5的高斯波束信号一部分被被测器5件反射出去，另一部分透射出被测器件5；
信号接收组件1的扫描面分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；
根据反射辐射场数据、透射辐射场数据、基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。
可以理解的是，信号发射组件一般包括第一固定件、信号发射模块3和馈源喇叭6，信号发射模块3、馈源喇叭6和被测器件5均装配在第一固定件上，信号发射模块3产生的信号经过馈源喇叭6转换为高斯波束信号并从喇叭口面以预设入射角向被测器件5传播，其中，信号发射模块3产生的一般为电磁波信号，被测器件5一般都有固定的入射角，因此需要预设入射角来适配被测器件5对应的固定的入射角。
请参阅图4，在上述的信号发射组件的基础上，为了方便对馈源喇叭6与被测器件5之间的距离进行调整，同时，还能够方便调整信号发射组件的角度，可以将第一固定件包括旋转台2、位置调整台8、第一装配台9和第二装配台10，位置调整台8装配在旋转台2上，第一装配台9和/或第二装配台10以位置可调节的形式装配在位置调整台8上，可以理解的是，一般情况下，第一装配台9和第二装配台10中有一个以位置可调节的形式装配即可实现对被测器件5和馈源喇叭6之间的距离进行调节，当然，也可以是两个都是可调节的形式，调节方式可以是以丝杆调整组件的形式，请参阅图4，其中B处为A处的放大图，位置调整台8上可以设置定位基准11，定位基准11用于识别被测器件5和馈源喇叭6之间的距离，定位基准11可以是距离刻度线，信号发射模块3和馈源喇叭6装配在第一装配台9上，被测器件5装配在第二装配台10上，其中，旋转台2可以定量旋转角度，从而带着信号发射模块3和馈源喇叭6转动到合适的角度，而且，请参阅图4，为了保证测试指向性的精度要求还在旋转台上设置了透射反射基准4，使用激光跟踪仪的靶球在透射反射基准4的相邻三个面上分别取不少于3个点，通过拾取的点拟合出3个面。以3个面相交点为原点，3个面法向分别为X轴、Y轴、Z轴建立坐标系，通过该坐标系确定测试指向精度，具体的，其中可设z轴方向为馈源喇叭出射波束的指向，在下图3中，图中具有坐标系示意，在进行透射测试时，调整旋转台2，使得出射波束指向扫描架接收探针，使得探针与基准坐标系z轴平行。在进行反射测试时，调整旋转台2，使得反射波束指向扫描架接收探针，探针与基准坐标系z轴在YOZ面投影夹角为180°-(2*入射角)，请参阅图3中的虚线，或者可以描述为与z轴负向夹角为2倍入射角。同时，还可以将被测器件5通过旋转装置7装配在第二装配台10上，在上述的第一固定件的结构的基础上，信号接收组件1可以只设置一个，依然可以完成对反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号的接收，即在完成对于透射出的高斯波束信号的接收后，调整被测器件5自身的角度和信号发射组件整体的角度，使得被测器件5反射出去的高斯波束信号可以传播至信号接收组件1即可。
示例性的，为了结构简单，一般会将信号接收组件1设计成包括信号接收模块101和第二固定件的结构，信号接收模块101装配在第二固定件上。
在本实施例中，除了调整信号发射组件来实现使得信号接收组件能够很好的接收到高斯波束信号外，还可以将第二固定件包括横向移动控制系统103、纵向移动控制系统104和安装座102，安装座102以位置可调节的形式装配在104上，纵向移动控制系统104装配在横向移动控制系统103上，通过滑轨实现安装座102的横向和纵向移动，信号接收模块101安装在安装座102上。具体的，上述第二固定件可以是天线测试系统中的扫描架，其组成包括接收探头，接收模块，扫描架及对应控制电机等；上述第二固定件属于大型测试设备，可以用于对探头处的电磁场强进行接收，接收模块将信号处理送至终端控制，通过控制电机可以控制扫描架移动，在平面内进行扫描，进而获得整个扫描平面内的电磁场强分布。
实施例二
请参阅图6，本实施例提供一种准光学器件辐射性能评估方法，该方法是采用上述的装置来实施的，且其测试环境是位于微波暗室环境中，包括如下步骤：
S1，产生的高斯波束信号以预设入射角向被测器件传播；
S2，传播至被测器件的高斯波束信号一部分被被测器件反射出去，另一部分透射出被测器件；
S3，分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；
S4，根据反射辐射场数据、透射辐射场数据、基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。
可以理解的是，请参阅图7，基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据不是现成的数据，而是现场进行获取，其中，基准反射辐射场数据的获取过程进一步包括：
A1，采用平面镜替换被测器件，即将被测器件取下，将平面镜装在被测器件的位置上，产生的高斯波束信号以预设入射角向平面镜传播；
A2，接收高斯波束信号中被平面镜反射出去的高斯波束信号，并获取基准反射辐射场数据。
请参阅图8，基准透射辐射场数据的获取过程进一步包括：
B1，对产生的高斯波束信号进行直接透射传输并对直接透射传输的高斯波束信号进行接收，其中，所谓的直接透射，就是馈源喇叭和信号接收组件之间只存在空气，不存在其它的干扰器件；
B2，根据接收的高斯波束信号获取基准透射辐射场数据。
在获取上述的基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据，可以对被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数进行计算，其计算公式为：
其中，Er1(x,y)为反射辐射场数据，Er2(x,y)为基准反射辐射场数据，Et1(x,y)为基准透射辐射场数据，Et2(x,y)为透射辐射场数据，ηt为Et1(x,y)和Et2(x,y)的耦合系数，ηr为Er1(x,y)和Er2(x,y)的耦合系数，x为该点横坐标，y为该点纵坐标，其中，坐标系为扫描架接收探头中心所设置的坐标系E(x，y)表示该坐标位置的电磁波场强。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种准光学器件辐射性能评估装置，其特征在于，包括信号发射组件、信号接收组件和被测器件；
所述信号发射组件产生的高斯波束信号以预设入射角向所述被测器件传播；
传播至所述被测器件的高斯波束信号一部分被被测器件反射出去，另一部分透射出被测器件；
所述信号接收组件的扫描面分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；
根据反射辐射场数据、透射辐射场数据、基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。
2.根据权利要求1所述的准光学器件辐射性能评估装置，其特征在于：所述信号发射组件包括第一固定件、信号发射模块和馈源喇叭，所述信号发射模块、馈源喇叭和被测器件均装配在第一固定件上，所述信号发射模块产生的信号经过馈源喇叭转换为高斯波束信号并从喇叭口面以预设入射角向所述被测器件传播。
3.根据权利要求2所述的准光学器件辐射性能评估装置，其特征在于，所述第一固定件包括旋转台、位置调整台、第一装配台和第二装配台，所述位置调整台装配在所述旋转台上，所述第一装配台和/或第二装配台以位置可调节的形式装配在位置调整台上，所述信号发射模块和馈源喇叭装配在所述第一装配台上，所述被测器件装配在所述第二装配台上。
4.根据权利要求3所述的准光学器件辐射性能评估装置，其特征在于：所述被测器件通过旋转装置装配在所述第二装配台上。
5.根据权利要求1所述的准光学器件辐射性能评估装置，其特征在于，所述信号接收组件包括信号接收模块和第二固定件，所述信号接收模块装配在所述第二固定件上。
6.根据权利要求5所述的准光学器件辐射性能评估装置，其特征在于，所述第二固定件包括扫描架以及扫描移动控制系统；
所述扫描架根据所述扫描移动控制系统的控制信号进行横向移动以及纵向移动，以实现二维平面范围内的扫描。
7.一种准光学器件辐射性能评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
产生的高斯波束信号以预设入射角向所述被测器件传播；
传播至所述被测器件的高斯波束信号一部分被被测器件反射出去，另一部分透射出被测器件；
分别接收反射出去的高斯波束信号和透射出的高斯波束信号，并分别获取反射辐射场数据和透射辐射场数据；
根据反射辐射场数据、透射辐射场数据、基准反射辐射场数据和基准透射辐射场数据求取被测器件的传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数。
8.根据权利要求7所述的准光学器件辐射性能评估方法，其特征在于，所述基准反射辐射场数据的获取过程进一步包括：
采用平面镜替换被测器件，产生的高斯波束信号以预设入射角向所述平面镜传播；
接收高斯波束信号中被平面镜反射出去的高斯波束信号，并获取基准反射辐射场数据。
9.根据权利要求7所述的准光学器件辐射性能评估方法，其特征在于，所述基准透射辐射场数据的获取过程进一步包括：
对产生的高斯波束信号进行直接透射传输并对直接透射传输的高斯波束信号进行接收；
根据接收的高斯波束信号获取基准透射辐射场数据。
10.根据权利要求7所述的准光学器件辐射性能评估方法，其特征在于，所述传输辐射性能影响因数和反射辐射性能影响因数的计算公式分别为：
其中，Er1(x,y)为反射辐射场数据，Er2(x,y)为基准反射辐射场数据，Et1(x,y)为基准透射辐射场数据，Et2(x,y)为透射辐射场数据，ηt为Et1(x,y)和Et2(x,y)的耦合系数，ηr为Er1(x,y)和Er2(x,y)的耦合系数，x为横坐标，y为纵坐标。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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