[发明专利]一种基于电扫天线的太赫兹紧缩场测试系统

说明书

本发明公开了一种基于电扫天线的太赫兹紧缩场测试系统，包括：暗室、待测目标、固定装置、矢量网络分析仪、太赫兹矢网扩展模块、计算机、电扫天线和馈电模块，所述的电扫天线、馈电模块均位于暗室的内部，所述的电扫天线与太赫兹矢网扩展模块之间通过馈电模块控制连接。通过上述方式，一种小型化、快速便捷、低成本太赫兹紧缩场可获得待测目标的雷达反射截面或者待测天线的远场方向图数据，采用了全新的有源电扫天线取代原有的发射面或全息光栅，降低了系统成本、减少了使用空间同时提供小型化紧缩场快速测试的能力。

技术领域

本发明工业检测、科学实验、测试计量等领域，特别是涉及一种基于电扫天线的太赫兹紧缩场测试系统。

背景技术

通信、雷达、导航、遥感、广播、电视等无线电技术设备，都是通过无线电波来传递信息的，都需要有无线电波的辐射和接收。在无线电技术设备中，用来辐射和接收电磁波的装置称为天线。天线是无线电信息传播系统中必不可少的重要组成部分，使用矢量网络分析仪及矢量网络扩展模块可以对微波到太赫兹天线的方向图等核心参数进行测试，从而获得天线的主要性能参数指标。

获取天线参数指标目前主要有远场法，近场法和紧缩场法。远场法耗资巨大、用时数月常常需要在数十公里距离进行测试，近场法需要近场数据转换为远场数据有一定误差。

紧缩场测量系统是一种天线测量系统，可以在近距离内提供一个性能优良的准平面波测试区。过去它采用精密的反射面或者全息光栅，将馈源产生的球面波在近距离内变换为平面波，从而满足远场测试要求。紧缩场测量系统就是在较小的微波暗室里模拟远场的平面波电磁环境，利用常规的远场测试设备和方法，进行多项测量和研究，如天线方向图测量、增益比较、雷达散射截面测量、成像等。

传统的紧缩场测量系统普遍采用反射面或者全息光栅将球面波在近距离内变换为平面波，随着工作频率的上升紧缩场测量系统面临很多挑战：

在太赫兹频段紧缩场系统要求反射面加工精度更高(精度<5um)同时要求反射面足够大以保证充足的静区面积，传统机械加工方式已经无法满足高精度大尺寸的反射面加工要求，同时加工成本也越来越高。

传统紧缩场系统设计复杂、占地面积大、反射面安装调试费时费力、总体使用成本高。

传统紧缩场系统采用机械转台转向功能实现目标的多角度扫描，传统的机械转台受限于机械物理运动特点，速度慢、体积大。无法模拟5G/6G通讯中多种应用场景，也无法提供快速便捷的紧缩场测试功能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种可获得待测目标的雷达反射截面或者待测天线的远场方向图数据的太赫兹紧缩场测试系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种基于电扫天线的太赫兹紧缩场测试系统，包括：暗室、待测目标、固定装置、矢量网络分析仪、太赫兹矢网扩展模块和计算机。所述的暗室为太赫兹暗室且具备内部空间，所述待测目标、固定装置均位于暗室内部，所述的待测目标位于固定装置的顶平面上方。

所述的计算机之间电性连接，所述的计算机还与矢量网络分析仪、太赫兹矢网扩展模块之间依次顺序连接。

所述的基于电扫天线的太赫兹紧缩场测试系统还包含有电扫天线和馈电模块，所述的电扫天线、馈电模块均位于暗室的内部，所述的电扫天线与太赫兹矢网扩展模块之间通过馈电模块控制连接。

其中，所述的矢量网络分析仪发出毫米波信号后，经太赫兹矢网扩展模块放大倍频到太赫兹频段，得到太赫兹信号，所述的太赫兹信号通过电扫天线后转换为自由空间平面波；自由空间平面波照射到待测目标，经待测目标反射后再原路返回到电扫天线，电扫天线接收后还原为电流信号，电流信号经太赫兹矢网扩展模块下变频为毫米波信号，毫米波信号返回矢量网络分析仪，矢量网络分析仪计算参数并存储于计算机。