一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固定式准光法拉第旋转器性能测试方法，属于毫米波准光技术领域。将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间，发射天线和接收天线极化方向均垂直地面，通过调整极化栅网网丝与地面的夹角改变入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向与地面夹角。当两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度时，接收天线不需要转动90度就可以测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量，从而计算出法拉第旋转器出射波的长轴和倾角。本发明专利技术还公开了一种法拉第旋转器性能测定装置。本发明专利技术对法拉第旋转器测重精度高，且结构简单。

Method and device for measuring performance of fixed quasi optical Faraday rotator

The invention discloses a method for testing the performance of a fixed quasi optical Faraday rotator, belonging to the field of millimeter wave quasi optical technology. The polarization grid and Faraday rotator are placed between the two linear polarization antenna, the transmitting antenna and receiving antenna polarization direction are perpendicular to the ground, by adjusting the angle between the polarization grid mesh with the ground to change the incident into the Faraday rotator line polarization wave polarization direction and plane angle. When the two incident into the Faraday rotator line polarization wave polarization direction is 90 degrees, the receiving antenna does not need to rotate 90 degrees can be measured by the Faraday rotator two orthogonal components of shot elliptical polarization wave, and thus calculate the Faraday rotator exit wave axis and inclination angle. The invention also discloses a device for measuring the performance of a Faraday rotator. The invention has the advantages of high accuracy and simple structure for measuring the weight of the Faraday rotator.

【技术实现步骤摘要】
一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置
本专利技术涉及一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置。
技术介绍
法拉第旋转器是一种具有电磁波单向传输特性的毫米波隔离器，其应用于收发信号的分离。当一个线极化平面波行进在与磁化矢量平行且具有均匀厚度的法拉第旋转器中时，将分裂成两个反向旋转的圆极化波，它们具有不同的磁导率和不同的传播常数，传输中的极化波是这两个圆极化波的叠加，从法拉第旋转器出射后叠加成为一个椭圆极化的平面波，主轴旋转了一个角度，称为法拉第旋转角。通常法拉第旋转器设计为出射椭圆极化电磁波主轴与入射线极化波极化方向夹角45度，因此对于法拉第旋转器出射椭圆极化电磁波的精确测定极为重要(参见[PaulF.Goldsmith，”QuasiopticalSystems：GaussianBeamQuasiopticalPropogationandApplications，”(IEEEPressseriesonRFandMicrowaveTechnology)[1ed]])。目前采用的椭圆极化波测量方法是，通过转动接收线极化天线使其调整极化方向，分别测得椭圆极化波的两个正交分量的幅度和相位，从而计算出椭圆极化波的各参量(参见[BenjaminLax，”Quasi-OpticalFerriteReflectionCirculator，”IEEETRANSACTIONSONMICROWAVETHEORYANDTECHNIQUES，VOL.41，NO.12，DECEMBER1993])。但这种方法需要调整接收天线的位置状态，改变天线位置状态会引入接收信号的相位误差，从而影响计算精度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是通过旋转引入系统的极化栅网代替旋转接收天线，精确测量准光法拉第旋转器性能。本专利技术的固定式准光法拉第旋转器性能测试方法，将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间，天线1发射垂直极化电磁波，天线2接收垂直极化电磁波。调整极化栅网网丝与地面法向的夹角，改变入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向与地面法向的夹角。通过两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度，接收天线则不需要转动90度调整极化方向就可以测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量。使用通过调整极化线栅网丝与地面法向夹角得到的法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量可以计算出该椭圆极化波的长轴与倾角。本专利技术的固定式准光法拉第旋转器性能测试装置，其特征在于，包括：线极化天线、极化栅网、极化栅网旋转工装、法拉第旋转器、矢量网络分析仪；发射线极化天线连接矢量网络分析仪分析仪1端口；接收线极化天线连接矢量网络分析仪2端口；极化栅网安装在旋转工装上。相比现有技术，本专利技术能够固定测量过程中接收天线的位置状态，避免改变接收天线位置状态引入的相位误差，从而精确计算准光法拉第旋转器出射椭圆极化场。附图说明附图1为本专利技术装置的结构原理示意图附图标记：1、发射天线；2、Y轴；3、X轴；4、Z轴；5、极化栅网及其旋转工装；6、法拉第旋转器及其工装；7、接收天线；8、端口1；9、端口2附图2为本专利技术装置的结构图附图标记：1、发射天线；2、Y轴；3、X轴；4、Z轴；5、极化栅网及其旋转工装；6、法拉第旋转器及其工装；7、接收天线；8、端口1；9、端口2；10、矢量网络分析仪附图3第一步测量椭圆极化场示意图附图标记：1、Y轴；2、X轴；3、入射方向；4、τ；5、θ；6、E′y0；7、E′x0；8、OA附图4第二步测量椭圆极化场示意图附图标记：1、Y轴；2、X轴；3、入射方向；4、E″y0；5、E″x0；6、OA具体实施方法如附图1所示，将两个线极化天线、极化栅网和法拉第旋转器依次放置在Z轴，X轴与Z轴所在平面与地面平行，线极化天线极化方向为Y轴方向，垂直于地面。发射天线连接矢量网络分析仪1端口，接收天线连接矢量网络分析仪2端口。首先将极化栅网网丝方向沿Y轴正方向向X轴负方向旋转45度，此时透过极化栅网的线极化电磁波极化方向为沿Y轴正方向向X轴正方向旋转45度，通过矢量网络分析仪测量得到一个Y轴方向S21值的幅度E′y0和相位φ′y0，其关系如下式所示此时X轴方向分量E′x0、φ′x0未知，如附图3所示。然后将极化栅网网丝方向沿Y轴正方向向X轴正方向旋转45度，此时透过极化栅网的线极化电磁波极化方向为沿Y轴正方向向X轴负方向旋转45度，此时第一次通过法拉第旋转器产生的椭圆极化波主轴方向沿Y轴正方向向X轴负方向旋转了90度，通过矢量网络分析仪测量得到一个Y轴方向S21值的幅度E″y0和相位此时测到的量与第一次测量状态时X轴方向的S21值的幅度E′x0和相位φ′x0对应相同，即为通过两次测量得到的接收天线Y轴方向的S21值的幅度和相位就可以计算出法拉第旋转器出射椭圆极化波的长轴和倾角。首先计算Y轴分量和X轴分量的相位差为Δφ＝φ′y0-φ′x0=φ′y0-φ″y0(3)从而计算出椭圆极化波的长轴OA为此时，椭圆极化波主轴与Y轴之间夹角τ为进而得到法拉第旋转器旋转角θ为θ＝45°-τ(6)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定式准光法拉第旋转器性能测试方法，其特征在于，将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间，天线1发射垂直极化电磁波，天线2接收垂直极化电磁波。

【技术特征摘要】
1.一种固定式准光法拉第旋转器性能测试方法，其特征在于，将极化栅网和法拉第旋转器依次放置在两个线极化天线之间，天线1发射垂直极化电磁波，天线2接收垂直极化电磁波。2.如权利要求1所述的固定式准光法拉第旋转器性能测试方法，其特征在于，调整极化栅网网丝与地面法向的夹角，改变入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向与地面法向的夹角，通过两次入射进入法拉第旋转器的线极化波极化方向相差90度，接收天线则不需要转动90度调整极化方向就可以测量到法拉第旋转器出射椭圆极化波的两个正交分量。3.如权利要求2所述的固定式准光...

【专利技术属性】
技术研发人员：白明，乔兆龙，方正新，陈谦，苗俊刚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11