[发明专利]一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置

说明书

技术领域

本发明涉及单反射面紧缩场装置的技术领域，特别涉及一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场，其主要应用于提升单反射面紧缩场的极化隔离度，提高正交极化隔离天线的测量精度，且降低紧缩场系统的设计和制造难度，特别适用于作为THz波段天线的精密测试场。

背景技术

随着THz技术的发展，精密测量THz大口径天线的需求日益迫切，尤其是卫星通讯和全极化遥感天线对交叉极化隔离有较高的要求。传统的高交叉极化隔离的紧缩场，通常采用双或多反射面系统的等效长焦或大焦径比设计，或如前馈卡赛格伦紧缩场的补偿设计，降低偏馈结构和馈源自身引入的交叉极化。双或多反射面系统的长焦设计，有利于降低主反射面曲率和抑制准直反射场的交叉极化，但THz波段紧缩场若采用多反射面系统级联组合，将存在各级反射面误差累积，同等精度要求下将增加各反射面精度导致工程实现存在复杂性。此外，长焦设计系统中馈源球面波扩散引起的空间损耗较大，会减小测量系统的动态范围。并且长焦设计所致静区相对反射器口面位置较远，不利于提升口径电尺寸减小时的频率较低时的静区性能。本发明提出的极化栅单反射面紧缩场能克服以上缺点，具备较多的技术优点，更适合于应用于THz波段。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置，通过配置大孔径的极化栅来抑制偏馈单反射面紧缩场静区的交叉极化，并保持单反射面紧缩场结构紧凑且便于制造的传统优点，极化栅滤除了平行于栅丝线的极化分量，选通了垂直于栅丝线的极化分量。极化栅的线径和线间距为远小于波长的亚波长设计，可工作在较宽的频带。

本发明为了达到上述发明目的采用如下技术方案：

一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置，该装置主要由单反射面紧缩场的反射面、馈源和极化栅网组成；馈源照射单反射面紧缩场的精密反射面，将球面波前准直校正为平面波；在单反射面紧缩场的平面波静区前布置极化栅，对静区场进行极化滤除或选通，其中馈源及极化栅的极化选通状态由各自控制器控制。

其中，所述的高交叉极化隔离的紧缩场采用单反射面布局，具有结构紧凑简单相对便于制造，适合应用于对制造精度有较高要求的THz波段测试场。

其中，焦径相对比较小的短焦设计，有利于提升单反射面紧缩场全频段性能和测量仪表系统的动态范围。

其中，所述的用于极化选通的极化栅方向可调，调整极化栅方向时不局限于电动或手动控制实现。

其中，所述的用于极化选通的极化栅，工作带宽能超过10倍频程，不限于某特定工作频段。

其中，所述的单反射面紧缩场系统的反射面的边缘处理不局限于特定的卷曲或锯齿，以抑制边缘绕射对静区的干扰。

其中，所述的单反射面紧缩场系统的安装环境不局限于是否安装吸波材料的微波暗室或微波暗箱。

本发明的原理如下：

本发明基于极化栅和单反射面紧缩场的技术原理，通过极化栅对正交极化分量的选通控制以实现对单反射面紧缩场静区边缘较高交叉极化的滤除，根据单反射面紧缩场结构紧凑、制造相对容易的特点，能提升静区准平面波的幅相平坦度和极化纯度，有利于提高天线或RCS的测试精度。

首先，通过单反射面紧缩场子系统，形成等幅等相的准平面波静区，通常反射面边缘锯齿或卷曲处理以控制边缘绕射对静区的干扰，提升改善静区场的平坦度；

其次，通过极化栅子系统，设置极化栅的选通状态，对传播进入静区前的场进行交叉极化过滤反射处理，提升静区场的极化纯度；

再次，通常单反射面紧缩场的反射面和极化栅为超宽带结构，若系统工作频率变化超过了标准带宽，更换合适的馈源以保持对紧缩场反射面的最佳照射。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提升了单反射面紧缩场系统的极化纯度，单一偏馈照射反射面在静区边缘引起的较高交叉极化分量被有效滤除，极化栅在工程意义上可改善提升的极化隔离度至少能超过30dB。

(2)本发明的单反射面紧缩场和极化栅，便于系统制造公差容许和精度保证，工程实现性更高。

(3)本发明中单反射面紧缩场的焦距短于多反射面系统的焦距，馈源空间衰减相对较小有利于改善THz测量系统的动态范围，且单反射面紧缩场静区纵向位置距离反射器的口面更近也有利于抑制边缘绕射。

附图说明

图1是高交叉极化隔离单反射面紧缩场的全系统布局图；

图2是置于静区前的极化栅及局部特写；

图3是极化栅丝线存在多种误差(丝线半径、丝线间距与栅线平面度)的局部特写；