[发明专利]一种反射式太赫兹液晶相控阵面测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种反射式太赫兹液晶相控阵面测试系统及方法。系统包括矢量网络分析仪、太赫兹发射天线、反射式太赫兹液晶相控阵面、太赫兹接收天线、机器人端拾器、主控计算机。矢量网络分析仪发出毫米波信号，毫米波信号经第一扩频模块放大倍频到太赫兹频段，并经太赫兹发射天线照射至反射式太赫兹液晶相控阵面，反射式太赫兹液晶相控阵面将接收到的太赫兹信号反射出去，太赫兹接收天线安装在机器人端拾器上，并接收反射式太赫兹液晶相控阵面反射出的太赫兹信号，经第二扩频模块降频至毫米波频段，传递给矢量网络分析仪计算参数并传递给主控计算机。本发明实现了反射式太赫兹液晶相控阵面的远场测试，同时具有成本低廉、测试效率高的优点。

技术领域

本发明属于太赫兹天线测试技术领域，特别是一种反射式太赫兹液晶相控阵面测试系统及方法。

背景技术

太赫兹频段在0.1-10THz之间，相比于微波毫米波，太赫兹波具有高达数百Gbps甚至Tbps数据传输速率、低延时、人体无害、高分辨率等特性，在6G通信、成像、雷达等领域具有广泛的应用前景。片上天线是基于传统固态相控阵架构实现太赫兹波束扫描的技术方案，由于天线与有源器件直接集成，其辐射效率较低，且目前片上天线并未实现大规模集成。为实现太赫兹频段的波束扫描，基于可调谐材料的可编程超表面技术得到了广泛的关注。典型的可调谐材料有温控二氧化钒、压控液晶、压控石墨烯、磁控铁氧体等。其中，基于压控液晶材料的相控阵在成本、实现难度上具有明显的优势，是实现太赫兹相控阵天线较好的方式。由于太赫兹相控阵天线损耗大。尺寸小，常规天线的测试方式并不适用。

据相关资料显示，国内外对太赫兹测试系统的研究较少。2017年天津大学安文星公开了中国专利：201710724508.X，一种太赫兹天线平面近场测量系统，该方法通过二维平面机械扫描支架的移动来接收待测天线发出的太赫兹信号，因太赫兹相控阵天线单元间距极窄，对平面机械扫描支架的移动精度要求较高，且要求待测天线具备发射功能，并不适用于反射式太赫兹液晶相控阵面的测试。2019年苏州特拉芯光电技术有限公司张宇公开了中国专利：201910596911.8，一种基于电扫天线的太赫兹紧缩场测试系统，该方法虽可实现对待测目标的测试，但是需要借助太赫兹电扫天线的配合，势必对电扫天线的口径要求较大，大大增加了测试成本。2018年苏州特拉芯光电技术有限公司张宇公开了中国专利：201810918444.1，一种太赫兹天线机器人近场三合一测试系统，该方法将待测天线和标准天线安装在两个机器人上，并通过两个机器人的配合完成天线测试，该测试系统过程复杂，且考虑到太赫兹信号在空气传播中较大损耗，但是该方法的可行性仍需验证，同样，该测试系统要求待测天线具备发射功能，并不适用于反射式太赫兹液晶相控阵面的测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可行性强、成本低廉、测试效率高的反射式太赫兹液晶相控阵面测试系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种反射式太赫兹液晶相控阵面测试系统，包括矢量网络分析仪、第一扩频模块、太赫兹发射天线、反射式太赫兹液晶相控阵面、调压装置、天线测试固定架、太赫兹接收天线、第二扩频模块、机器人端拾器、主控计算机；其中，

矢量网络分析仪发出毫米波信号，毫米波信号经第一扩频模块放大倍频到太赫兹频段，然后经太赫兹发射天线照射至反射式太赫兹液晶相控阵面，调压装置用于控制反射式太赫兹液晶相控阵面，反射式太赫兹液晶相控阵面将接收到的太赫兹信号反射出去，太赫兹接收天线安装在机器人端拾器上，并通过机器人的运动接收反射式太赫兹液晶相控阵面反射出的太赫兹信号，经第二扩频模块降频至毫米波频段，并传递给矢量网络分析仪，矢量网络分析仪计算参数并传递给主控计算机。

进一步地，所述第一扩频模块、太赫兹发射天线、反射式太赫兹液晶相控阵面均安装至天线测试固定架上。

进一步地，所述反射式太赫兹液晶相控阵面接收调压装置的控制，将固定太赫兹信号调制出不同角度的太赫兹信号反射出去。

进一步地，所述第一扩频模块与太赫兹发射天线之间、第二扩频模块与太赫兹接收天线之间，均通过短波导进行连接。