射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，包括射频馈源、平面透反镜、光源和准直镜头；射频馈源的相位中心位于平面透反镜的焦点上，光源位于准直镜头的焦面上；射频馈源发射的射频波束照射到平面透反镜，波束进入平面透反镜后被射频计算全息结构转换为平面波且折转出射，光源被准直镜头准直成平行光，经过平面透反镜表面的光学反射膜镜面反射，与透射的射频波束形成复合平面波场。本发明专利技术兼顾了传统波束复合器和结构复合实现平面波场的优点。结构简单、紧凑、集成度高。

【技术实现步骤摘要】
射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置
本专利技术涉及一种射频/光学共口径复合信号模拟装置，特别是涉及一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，属于射频和光学的交叉领域。
技术介绍
由于射频/光学复合系统能够同时兼具射频和光学系统的特点，可以实现两个电磁波段的优势互补，越来越多的应用于复合探测、复合制导和复合通信等民用和军事领域。同样由于射频/光学共口径复合系统跨越了射频和光学两个电磁波段，在实验室内对该系统同时进行射频和光学测试与仿真带来了困难。需要在实验室有限的空间内模拟来自无穷远处的平面波，同时包含射频平面波和光学平面波，二者构成复合平面波场。复合平面波场的质量决定了测试和仿真的精度。一般复合平面波场的实现方式有两种：利用器件复合和利用结构复合。利用器件复合是对射频远场近似平面波束和平行光进行复合，典型的器件是各种波束复合器，例如镀有红外反射膜的介质基板(一种红外/激光/微波/毫米波波束合成装置，普通专利技术专利，专利号：ZL201310071451.X)、频率选择表面、衍射光学元件(红外射频波束合成装置，专利号：ZL200610120495.7)、金属网栅结构、介质薄膜(薄膜式红外-雷达波束合成器，专利号：CN101303407)、漫反射屏以及金属网栅结构技术等。目前上述波束复合器件一般应用于射频远场，需要很大的射频暗室空间。为了能够在实验室较小的空间内模拟复合平面波场，为此提出了利用结构实现射频紧缩场和平行光模拟复合平面波场的结构复合方式。例如利用大口径抛物面离轴反射射频馈源辐射形成紧缩场(RfandIRbispectralwindowandreflectorantennaarrangementincludingthesam，美国专利号：US6307521)，抛物面中心开孔，用于透射平行光管出射的光学信号，为了避免开孔造成射频信号的泄露和对紧缩场平面波均匀性的影响，在开孔处用金属网栅结构反射射频信号，透射光学信号。由于金属网栅对光学的遮挡，且会产生衍射作用引起光学平面波质量的下降(一种红外与微波波束合成的方法、装置及其系统，专利号：CN104215950A)。为了解决上述问题提出了专利“一种基于介质透射结构的射频/光学共口径复合目标模拟装置(专利号：201810036859.6)”，利用透镜与棱镜一体化设计的方法实现射频紧缩场与平行光的复合。但是该装置需要制作电大尺寸的一体化的介质透镜与棱镜的结合体，存在成本高，要求表面加工精度高，重量大的问题。
技术实现思路
为了克服现有射频/光学共口径复合平面波场模拟装置的缺点，本专利技术提出了一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置。光源经过准直镜头准直成平行光再平面透反镜的光学反射膜反射。射频馈源位于平面透反镜计算全息结构的焦点上，馈源发射的射频辐射被全息结构转换为平面波，且平面波的传播方向(电轴)与平行光的传播方向(光轴)一致，构成了复合平面波场。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，包括射频馈源、平面透反镜、光源和准直镜头；射频馈源的相位中心位于平面透反镜的焦点上，光源位于准直镜头的焦面上；射频馈源发射的射频波束照射到平面透反镜，波束进入平面透反镜后被射频计算全息结构转换为平面波且折转出射，光源被准直镜头准直成平行光，经过平面透反镜表面的光学反射膜镜面反射，与透射的射频波束形成复合平面波场。优选地，所述平面透反镜整体为平板形式，由介质基板、射频计算全息结构和光学反射膜组成；介质基板的射频馈源辐射入面镀有射频计算全息结构，另一面即光束入射面镀制光学反射膜；平面透反镜的功能对于射频近场信号是透镜，将入射的射频辐射转换为紧缩场平面波出射，其功能相对于远场入射的射频平面波束可近似等效为衍射光栅，可将入射射频平面波折转出射；其功能对于光学信号是平面反射镜，将入射的平行光以相同的入射角反射。优选地，所述射频馈源可以是波纹喇叭、角锥喇叭、微带天线等射频天线，馈源设计时要求所发射的射频波束在有效口径内形成切削场，可降低平面透反镜引入的边缘绕射效应。优选地，所述的光源可以是黑体、氙灯、卤素灯、LED、LD等光源，也可以是液晶调制器、电阻阵、数字微镜阵列等调制型器件的调制输出光辐射。优选地，所述的准直镜头可以是定焦镜头或变焦镜头，作用是将光源准直成平行光。优选地，所述的平面透反镜的介质基板材料是可选用的材料可以是各种有机和无机材料，例如：聚四氟乙烯、聚乙烯、石英玻璃、光学树脂及塑料等。要求所选材料能够对射频信号高透射。同时要求所选材料表面可抛光并且能够镀制光学反射膜。同时表面能够镀制射频计算全息结构。优选地，所述的射频计算全息结构分布是通过射频馈源在平面透反镜的电磁场分布与所需出射方向的平面波通过全息理论用计算机计算生成。并且以镀制金属膜结构或其他高电导率膜结构实现。在计算射频全息结构分布时可通过控制边缘结构实现对入射场的切削，降低边缘绕射效应。优选地，所述的光学反射膜是多层介质薄膜，由不同介质材料镀制而成，能够对所需要的光学波段高反射，同时对射频波段高透射。本专利技术通过表面镀有射频计算全息结构和光学反射膜的平面透反镜即可实现射频紧缩场的生成或入射射频平面波的折转以及与其所反射平行光的共口径复合，形成复合平面波场。兼顾了传统波束复合器和结构复合实现平面波场的优点。结构简单、紧凑、集成度高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术实施例射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置原理图。图2为本专利技术实施例中的局部射频计算全息结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1-图2所示，本专利技术提出了一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，该模拟装置主要由射频馈源1、平面透反镜14、光源7、准直镜头8组成；光源7位于准直镜头8的焦面上。射频馈源1发射的射频波束照射到平面透反镜14，射频波束2进入平面透反镜14后被射频计算全息结构4准直成平面波且折转角度θTR出射。光源7被准直镜头8准直成平行光9，经过平面透反镜14表面的光学反射膜6镜面反射，与透射的射频波束形成复合平面波场11。所述射频馈源1可以是波纹喇叭、角锥喇叭、微带天线等射频天线，馈源设计时要求所发射的射频波束2在有效口径内形成切削场，可降低平面透反镜14引入的边缘绕射效应。所述的光源7可以是黑体、氙灯、卤素灯、LED、LD等光源，也可以是液晶调制器、电阻阵、数字微镜阵列等调制型器件的调制输出光辐射。所述的准直镜头8可以是定焦镜头或变焦镜头，作用是将光源7准直成平行光8。所述的平面透反镜14的介质基板5材料是可选用的材料可以是各种有机和无机材料，例如：聚四氟乙烯、聚乙烯、石英玻璃、光学树脂及塑料等。要求所选材料能够对射频信号高透射。同时要求所选材料表面可抛光并且能够镀制光学反射膜6。同时表面能够镀制射频计算全息结构4。所述的射频计算全息结构4分布是通过射频馈源1在平面透反镜1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，特征在于：包括射频馈源、平面透反镜、光源和准直镜头；射频馈源的相位中心位于平面透反镜的焦点上，光源位于准直镜头的焦面上；射频馈源发射的射频波束照射到平面透反镜，波束进入平面透反镜后被射频计算全息结构转换为平面波且折转出射，光源被准直镜头准直成平行光，经过平面透反镜表面的光学反射膜镜面反射，与透射的射频波束形成复合平面波场。

【技术特征摘要】
1.一种射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，特征在于：包括射频馈源、平面透反镜、光源和准直镜头；射频馈源的相位中心位于平面透反镜的焦点上，光源位于准直镜头的焦面上；射频馈源发射的射频波束照射到平面透反镜，波束进入平面透反镜后被射频计算全息结构转换为平面波且折转出射，光源被准直镜头准直成平行光，经过平面透反镜表面的光学反射膜镜面反射，与透射的射频波束形成复合平面波场。2.如权利要求1所述的射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，特征在于：所述平面透反镜整体为平板形式，由介质基板、射频计算全息结构和光学反射膜组成；介质基板的射频馈源辐射入面镀有射频计算全息结构，光束入射面镀制光学反射膜。3.如权利要求1所述的射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，特征在于：所述射频馈源为波纹喇叭、角锥喇叭、微带天线中的一种。4.如权利要求1所述的射频全息透射/光反射式共口径复合平面波场模拟装置，特征在于：所述的光源可以是黑体、氙灯、卤素灯、LED、LD...

【专利技术属性】
技术研发人员：田义，李艳红，李奇，孙刚，史松伟，张励，李凡，王立权，孟宇麟，沈涛，张小威，柴娟芳，朱伟华，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31