[发明专利]双极化宽频带近场测量探头

说明书

技术领域

本发明是关于一种双极化宽频带近场测量探头，特别适用于毫米波段设计和加工高精度、低交叉极化的双极化宽频带近场测量探头。 

背景技术

近场测量方法是天线测量的重要手段，它可以在近距离获得天线远场性能参数，是天线辐射特性测试的重要方法。在近场测量系统中,人们关心的是怎样才能减少测量时间。用移动的单探头扫描花费的时间很长，尤其是对大型天线进行测量时。当测量点数增加时，要测量电磁场的水平、垂直2个分量并记录所有的幅相参数值，这个过程会导致相当多的数据。 

探头对近场测试系统电气性能有很大影响。近场测试系统的探头在照射角范围内，远场辐射方向图需要具有良好的轴对称特性，方向图的E面和H面要求尽量平坦且具有较低的交叉极化。目前近场测量系统中的双极化测量主要通过两种方式来实现：（1）利用单极化探头的机械转动来实现双极化；（2）直接利用双极化探头实现。双极化探头在测试过程中不需要机械调节，具有测试方便、测试速度快的优点，但要求探头具备低交叉极化、宽频带特性以及小的口径尺寸。为实现这些特性，该双极化类探头设计难度大，设计成本高。 

双极化探头常采用平衡馈电和非平衡馈电两种形式。平衡馈电探头易实现宽频带低交叉极化特性，但其馈电结构复杂，常常需要宽频带高性能的电桥实现。宽频带电桥设计本身就存在难度，特别在毫米波频段，连接电桥和天线馈电端电缆的相位差更难以控制。因此，这种形式的探头很难在毫米波段实现。非平衡馈电探头虽然解决了馈电复杂的问题，但其很难做到宽频带内的低交叉极化特性。传统四脊喇叭双极化探头采用波导形式，在四壁上制有四条脊曲线。 四条脊曲线形成两个脊曲线对，每个曲线对实现一个极化。对每对脊曲线馈电时，在曲线对其中一条脊曲线上打一个直径为空气填充的同轴连接器外导体直径相等的孔，将连接器的内导体探针从孔中穿过去与曲线对另一脊曲线相连，完成一个极化的馈电，另一个极化馈电方式与此相同。虽然这种双极化探头可以实现双极化特性，但由于其馈电结构的非对称性，造成两个极化方向的馈电性能匹配不一致，使其交叉极化不高。在毫米波频段，为实现四脊喇叭双极化探头在较宽频带内方向图对称，四脊喇叭的脊厚度要求很薄，脊厚度小于为脊馈电电连接器的外导体直径。按照传统的四脊喇叭馈电方式需要在脊上打孔，将电连接器内导体穿过去，才能对其进行馈电。对于毫米波四脊喇叭由于脊太薄无法在脊上打孔馈电，无法按照此种方法实现馈电。因此，导致传统的双极化探头形式不再适合毫米波段宽频带波近场测试工程应用，研制高性能的毫米波双极化宽频带近场测量探头是目前工程应用中面临的一个难题。 

为了减少了测量时间,现有技术采用了代替单探头技术的探头阵列。该探头阵列由4个双极化印刷振子组成宽频带直线阵列,由两个单线极化印刷振子垂直交叉组成双极化印刷振子作为阵列单元,再将4个双极化印刷振子天线排成直线阵列。该探头阵列虽然提高了阵列单元间的隔离度,单元间的互耦较小。但带来的问题是探头阵列和待测天线之间的影响以及探头之间的互耦。在近场测量中,待测天线和探头之间的影响关系到探头的精度,在测量中很难补偿这种作用。由于探头阵列的尺寸比单探头要大,探头阵列和待测天线的互耦也会变得很大,探头阵列中探头之间的耦合会影响测量的精度。对于探头阵列的使用来说,减小阵列中探头之间的互耦是最重要、最关键的。 

发明内容

本发明的任务是针对传统双极化探头存在的不足之处，提供一种具有宽频 带、交叉极化低、馈电简单、功率容量大、易于加工的双极化宽频带近场测量探头。 

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种双极化宽频带近场测量探头，包括，一个沿长度方向口径渐变的矩形波导和在所述矩形波导壁上设置的由四条脊曲线构成的四脊喇叭脊曲线对，每对脊曲线形成一个方向极化，其特征在于，在所述矩形波导两个脊曲线对的交汇起始端，固联有对两个脊曲线对进行馈电的馈电金属隔板4，宽带正交模耦合馈电连接器5正交于四脊曲线矩形延伸孔槽的短路端，宽带正交模耦合馈电连接器5上的探针通过柱形欧姆传输线馈电导体，交联于两个脊曲线对尾部交汇馈电点构成馈电结构。 

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。