[发明专利]一种超宽频带平面波生成系统

说明书

本发明涉及一种超宽频带平面波生成系统，该系统由一个反射式紧缩场和一个天线阵列式平面波生成器组成，反射式紧缩场主要覆盖高频段，天线阵列式平面波生成器主要覆盖低频段。反射式紧缩场和天线阵列式平面波生成器均布置于同一个暗室空间内，显著提升暗室利用效率。

技术领域

本发明涉及微波测量领域，具体涉及一种超宽频带平面波生成系统。

背景技术

目前，远场，紧缩场，天线阵列式平面波生成器常用于微波测量领域中。远场技术用有较简单的测试结构以及较大的空间范围，能够测量的频率范围较大，低频相对与其它场地能够做到更低，高频也能够做到几十GHz。但是相应的满足远场条件，在测量的时候，探测天线与被测设备之间的距离较远，因此，在使用远场测量时，需要较大的场地，所以需要较高的占地成本和建设成本。紧缩场技术能够较好的等效远场，既能满足远场的测试条件，相对远场也能够大大的减少测试空间，紧缩场增加馈源和反射面系统，使得球面波在较短的距离转换位平面波，但是在频率方面，低频受到反射面大小的限制，无法做到太低，且测量越低的频率，所需的反射面越大，需要较高的经济投入和严苛的工程建设要求。天线阵列式平面波产生器是目前较为创新的一种方法，通过向天线阵面加调相网络，为阵列单元配置不同权值，从而能够较近的距离内将球面波转换为平面波。这样能够将紧缩场中的馈源和反射面替代，进一步降低暗室的尺寸与造价。但是现有的天线阵列式平面波生成器的频率范围和带宽受限于天线单元间距和调相网络价格，一般只支持6GHz以下的带内频段，且上述测试系统需要较高的场地要求，或者测试的频率范围受限。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种在较小的测试场地里，能够完成超宽频带测量的平面波生成系统，这样能够在一个场地里完成更宽频带的测量，降低场地成本和建设成本，可以实现高频段和低频段设备同时测量，提升测试效率。也更方便测试人员的测量。在低频段采用天线阵列式平面波生成器能够降低地面的镜像反射对静区质量影响，提高测试质量。

本发明的构思如下：反射式紧缩场的频率测量范围由反射面的大小及加工精度决定，低频受反射面大小的影响，反射面无法做大，故低频无法做到太低，且在低频时，地面的镜像反射对静区的质量影响较大，测量误差较大；而天线阵列式平面波生成器频率范围和带宽受限于天线单元间距和调相网络价格，一般只支持6GHz以下的带内频段。综合上述缺陷，可以通过将反射式紧缩场和天线阵列式平面波生成器组合，可以满足更宽的频率测量要求。

本发明采用的技术方案为：一种超宽频带平面波生成系统，该系统由一个反射式紧缩场和一个天线阵列式平面波生成器组成，反射式紧缩场和天线阵列式平面波生成器均布置于同一个暗室空间内，暗室的形状可以是标准型，也可以是异形，便于安装天线阵列式平面波生成器，这样能够显著提升暗室空间利用率；反射式紧缩场的反射面可以是旋转抛物面单反射面也可以是多反射面，反射式紧缩场馈源位置可以是正馈或角馈；天线阵列式平面波生成器可以是均匀平面阵也可以是非均匀平面阵。反射式紧缩场和天线阵列式平面波生成器布局可以是反射式紧缩场投影面法线和天线阵列式平面波生成器口面法线互相垂直的，也可以是反射式紧缩场和天线阵列式平面波生成器相互正对的，两种布局方式中，静区中心位置均重合，测量过程中能共用同一个转台系统；紧缩场主要覆盖高频段，天线阵列式平面波生成器主要覆盖低频段。高频段和低频段的划分由反射式紧缩场的反射面尺寸决定，具体划分频率的波长等于反射面投影面积开根号的1/10～1/20。当频率的波长低于划分频率的波长为高频段，当频率的波长高于划分频率的波长为低频段。反射式紧缩场覆盖高频段，直至受反射面形面精度所限达到整个系统的最高工作频率；天线阵列式平面波生成器覆盖低频段，使得本系统能够实现超宽频带平面波生成。天线阵列式平面波生成器口面面积小于等于反射面投影面积的1.5倍，天线阵列式平面波生成器的静区尺寸为反射式紧缩场静区尺寸的0.5～1倍。

反射式紧缩场的反射面在其口面处的投影面中心距离静区中心是反射面投影面积开根号得到长度的1.5～2.5倍；天线阵列式平面波生成器中心距离静区中心是其口面面积开根号得到的长度的1.2～2.5倍。