[发明专利]一种基于超宽带线阵和单柱面反射面的全紧缩场测量系统

说明书

本发明涉及一种基于超宽带线阵和单柱面反射面的全紧缩场测量系统，该系统由超宽带线阵、单柱面反射面、目标架设转台和支架、微波暗室组成。本系统采用超宽带线阵作为激励源，模拟柱面波入射单柱面反射面，经过单柱面反射面反射后，柱面波修正为准平面波。传统反射面紧缩场采用单馈源照射反射面，必须在静区锥削和反射面照射效率之间取平衡，静区锥削越小，反射面照射效率越高，静区锥削增大，反射面照射效率提高，但是有效静区尺寸缩小。本发明的优势在于，超宽带线阵作为激励源，可以有效克服传统反射面紧缩场中静区锥削与反射面照射效率之间的矛盾，通过阵列赋形，在保证反射面照射效率的同时，静区锥削得到有效控制。

技术领域

本发明涉属于微波测量领域，具体涉及一种基于超宽带线阵和单柱面反射面的全紧缩场测量系统。

背景技术

如今，室外复杂电磁环境和自然环境等因素将给微波测量带来严重的干扰，对目标电磁散射特性的评估通常在微波暗室中进行，紧缩场技术是诸多已经应用在微波暗室测试技术中的一种。紧缩场是应用近场聚焦原理，在目标近区产生一个准平面波区。传统紧缩场通常由边缘处理的反射面和馈源组成。馈源辐射的球面波经反射面校准为准平面波，在目标附近生成静区。静区的质量包括两个方面，静区扰动和静区的利用率。静区的利用率很大程度上由反射面利用率决定，传统单柱面紧缩场的静区尺寸一般是反射面尺寸的二分之一，反射面利用率不高。

在某些大尺寸目标电磁散射特性测量场景中，静区尺寸偏小，往往不足以将整个目标覆盖，只能对目标按区域进行电磁散射特性评估，这往往会造成时间上的大额花销。提升反射面利用率可显著增加静区尺寸，但传统单柱面紧缩场通常采用单馈源照射反射面生成准平面波测试环境，在设计时需要在静区锥削和反射面照射效率之间取平衡，静区锥削越小，反射面照射效率越高，静区锥削增大，反射面照射效率提高，但是有效静区尺寸缩小。因此需要寻找一种同时兼顾静区锥削和反射面照射效率，提升静区尺寸的方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种基于超宽带线阵和单柱面反射面的全紧缩场测量系统。该系统在提升反射面利用率的方式增大紧缩场静区面积的同时，有效控制住静区锥削，解决传统单柱面紧缩场静区无法覆盖较大测试目标的难题。

本发明由超宽带线阵、单柱面反射面、目标架设转台和支架、微波暗室组成，采用超宽带线阵作为激励源，模拟柱面波入射单柱面反射面，经过单柱面反射面反射后，柱面波修正为准平面波。超宽带线阵作为柱面波源，通过阵列赋形对每个超宽带线阵的超宽带天线单元激励施加一定的权重，单柱面反射面将柱面波校准为准平面波，在这个过程中，反射面利用率提升，紧缩场静区覆盖面积增大。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于超宽带线阵和单柱面反射面的全紧缩场测量系统，包括超宽带线阵、单柱面反射面、目标架设转台和支架、微波暗室；采用所述超宽带线阵作为激励源，在微波暗室内部生成静区场；所述超宽带线阵由超宽带天线单元、幅相调控网络组成，幅相调控网络用于配置激励权值；静区场与激励权值之间满足关系式其中N是超宽带天线单元总数，n是超宽带天线单元编号，W_n是激励权值，X_n是超宽带天线单元的单元辐射场，E是静区场；所述激励权值通过权重函数确定，权重函数为a、b、c、d为系数，l_n表示超宽带线阵的超宽带天线单元位置；对超宽带线阵引入权重函数后，单柱面反射面的横向口径利用率达到70％以上。

进一步地，所述全紧缩场测量系统采用超宽带线阵作为激励源，产生柱面波经单柱面反射面反射后修正为准平面波，在距离单柱面反射面一定距离处形成圆柱形的静区场，超宽带线阵提高紧缩场的自由度，单柱面反射面的利用率提升，静区覆盖面积增大。

进一步地，所述超宽带天线单元口面指向方向为单柱面反射面焦点所在方向；所述全紧缩场测量系统包含两组超宽带线阵，其中一组超宽带线阵作为电磁波信号发射端，另一组作为电磁波信号接收端；超宽带线阵由N个超宽带天线单元组成，超宽带天线单元以等间距或稀疏分布；