[发明专利]一种小反射宽频带标准场产生装置

说明书

本发明涉及天线和传感器电磁场校准技术领域，具体涉及一种小反射宽频带标准场产生装置，包括加载单锥TEM室和半球形微波暗室；所述加载单锥TEM室包括锥体、镜面板、馈电结构和无感电阻，馈电结构穿过镜面板与锥体连接；无感电阻通过金属线以等间隔布设方式连接锥体末端和镜面板末端，无感电阻与馈电结构的距离与锥体母线等长，并且与锥体末端和镜面板末端距离相等；所述加载单锥TEM室通过连接件固定于半球形微波暗室的正中间。本发明标准场产生装置可以将脉冲源产生信号高效激励进入单锥TEM室，利用单锥TEM室末端加载结构将单锥末端的低频信号吸收，利用半球形微波暗室将锥体辐射出来的高频信号吸收，从而产生一个小反射、宽频带且参数已知的标准场。

技术领域

本发明涉及天线和传感器电磁场校准技术领域，具体涉及一种小反射宽频带标准场产生装置。

背景技术

天线和传感器响应性能和灵敏度校准是其研制和应用过程中非常重要的工作内容，国内外目前对天线和传感器性能参数标定主要是根据IEEE Std1309-2013推荐的校准方法，具体而言主要方法包括两大类。一类是利用TEM小室、锥形传输线或GTEM室产生参数已知的标准场对传感器和探头进行时域标定；另一类是利用波导、电流环或标准天线产生参数已知的标准场对传感器和探头进行频域标定。

但上述方法的主要不足之处有两点：

一是标准场产生装置产生的电磁场参数存在近似。全密闭结构的TEM小室或GTEM室内部电场受金属边界条件限制，其内部电磁场表达式采用了近似方法进行求解，使得其内部电磁场并不是精确的严格解，从而给标定结果带来一定的不确定度，即使采用半开放的平板传输线结构构造TEM小室，也会因为高频电流将主要集中于平板边缘辐射，造成其内部电磁场边沿辐射而造成信号损耗。对于标准天线，由于天线口面截断后将形成高次模，但目前对高次模分布并未研究清楚，因此在天线远场计算中采用了TE₁₀主模的口径场近似方法。

二是现有部分标准场产生装置在使用上存在限制。以TEM室为例，受馈电结构或内部高次模影响，现有TEM小室使用上限频率多在数百MHz。GTEM室使用频率范围虽然能达到GHz左右，但内部空间电场均匀性不佳，限制了其在高精度电磁场参数标定中的应用。对于更高频率的标准场通常采用标准天线产生，但标准天线存在频率色散问题，无法应用于时域天线的参数标定。加载单锥TEM室使用频率上限可达20GHz，但受末端反射影响存在着时间窗问题，从而限制了其在更宽脉冲、更低频率的可能应用。

发明内容

本发明要解决的是：标准场产生装置内部电场参数的精确求解问题，并消除标准场产生装置反射干扰等不利因素。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种小反射宽频带标准场产生装置，包括加载单锥TEM室和半球形微波暗室；

所述加载单锥TEM室包括锥体、镜面板、馈电结构和无感电阻，馈电结构穿过镜面板与锥体连接；

无感电阻通过金属线以等间隔布设方式连接锥体末端和镜面板末端，无感电阻与馈电结构的距离与锥体母线等长，并且与锥体末端和镜面板末端距离相等；

脉冲源连接馈电结构，脉冲源产生信号通过馈电结构激励进入单锥TEM室内部产生一定时间窗的标准场；

所述加载单锥TEM室通过连接件固定于半球形微波暗室的正中间。

进一步，多个无感电阻并联后等效阻抗与单锥TEM室特征阻抗相等。

进一步，多个无感电阻并联后等效阻抗与单锥TEM室特征阻抗为50Ω特征阻抗。

进一步，无感电阻数量为8个。

进一步，一根金属线上的无感电阻由多个无感电阻串联组成。

进一步，馈电结构包括锥体插针和金属环，锥体插针外部嵌套了一个金属环，锥体插针的两端分别连接锥体和脉冲源。