[发明专利]一种适用于近场平面波模拟器的宽带双极化低散射探头及阵列

说明书

本发明公开了一种适用于近场平面波模拟器的宽带双极化低散射探头及阵列。该宽带双极化低散射探头本身可以作为一种天线，为vivaldi天线，探头的馈电端口为可插接式的巴伦结构，该巴伦结构可以和功分网络电路进行垂直焊接，探头口面采用介质进行加载，缩小了天线口径面积。该探头天线与吸波材料集成组成阵列，吸波材料填充在探头天线之间的间隙中。由于探头与功分网络直接焊接，因此所组成阵列各通道的幅相一致性更高，从而提高近场平面波的模拟质量，同时，采用介质加载的探头天线具有小型化、低散射的优点，这增加了探头天线的布局自由度，而具有高隔离度、低散射特点的探头阵列更适合于在近场内模拟平面波，从而实现近场大口径天线测试。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种适用于近场平面波模拟器的宽带双极化低散射探头及阵列，宽带双极化低散射探头本身可以作为一种天线使用，其阵列可以做为平面波模拟器在近场测试其他天线设备。

背景技术

平面波模拟器是一种应用于近场的天线测试装置。天线的辐射区域分为近场和远场两个区域，常规的天线测试技术也因此分为近场测试技术和远场测试技术，远场法包括室外远场、室内远场和紧缩场法，而近场测试技术主要以各种近场扫描测试技术为主，其中包括平面近场扫描、球面近场扫描、以及柱面近场扫描等。室外远场的测试方式受外界气象条件的影响较大，天线测试的可重复性较差，但测试设备简单，也更符合天线的实际使用条件。室内远场需要占用较大的场地，因此涉及到较多的基建费用。而紧缩场法由于需要制造和装配精度极高的大型反射面，因此费用也较高。但以上三种远场法都可以使被测天线工作于远场条件，这有利于天线某些射频指标的测试。现有的近场法通常是通过一个或多个探头在被测天线近场区域进行采样，再用后处理的数学方式对数据进行近远场变换，通常具有测试时间长、精度低和测试指标有限的缺点。而平面波模拟器兼具了前面所述的天线测试方式的一些优点。平面波模拟器可以工作于被测天线近场区域，因此占用空间较小，但工作原理仍属于远场测试法的范畴，不需要对测试数据进行后处理的近远场变换。

平面波模拟器的原理类似于紧缩场，都是在近场的一定区域(测试静区)形成准平面波。它需要由多个探头天线按照设计的空间布局进行布阵，组成一个面阵，以这些探头天线为辐射源在静区形成准平面波，每个探头的馈电值都需要由专用的幅相控制器进行配置。而探头天线的配置至关重要，其影响到平面波模拟器的工作带宽、极化方式、阵列布局方式、静区质量等。

平面波模拟器的概念提出的较早，但是真正作为主流的天线测试方式还鲜有报道。德国罗德施瓦茨公司在国内申请的专利CN 107918068A中提到了一种用于在一定距离中产生和/或接收平面波的天线阵列，但并未对阵列单元做详细的描述。而罗德施瓦茨公司推出的产品所使用的是一种单极化的探头天线及阵列，这限制了测试系统的测试能力。

发明内容

本发明要解决技术问题为：克服现有技术的不足，提供了一种适用于不同布阵需求的近场平面波模拟器探头及阵列设计，实现了宽频段、双极化及低散射的特点。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种适用于近场平面波模拟器的宽带双极化低散射探头，探头采用双极化馈电，整个探头与馈电电路板垂直，探头馈电探针与馈电电路板垂直交叉连接安装，探头口面尺寸在最低工作频率的0.3～0.6倍波长之间，探头总长度在最低工作频率的0.5～2倍波长之间，探头采用旋转对称的介质段对辐射口面进行加载。

其中，探头介质段可为圆柱形、长方体形、圆锥形、圆台形，或者为上述形式的组合，介质加载段覆盖探头口面主要区域，直径为探头口面尺寸的50％～100％之间，介质加载段的总长度为探头长度的60％～100％，该探头带宽达到1倍频程。

其中，在探头的馈电端引出两根平行双导线作为馈电探针，平行双导线中的一根通过过孔结构垂直插接于馈电电路板网络中，并通过焊接的方式将平行双导线与馈电电路板网络连接并固定，此平行双导线结构可为微带线、圆形导线。