一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统技术方案

公开了一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，包括：转台、设置在转台上的待测目标、用于对待测目标近区电磁场的幅度和相位数据进行扫描的馈源天线、以及吸波腔；吸波腔罩设在馈源天线口面方向以外的周边，为半封闭腔体，吸波腔的内壁设置有吸波单元，吸波腔朝向待测目标的一侧设置有开孔；馈源天线设置在吸波腔内，且口面朝向开口方向。通过在馈源天线口面方向以外的周边罩设吸波腔，能够对已完成设计加工的馈源天线进行波束控制，从而降低馈源天线旁瓣及测试环境等客观因素对近场电磁测量的影响，提高测试精度；同时，通过在吸波腔内部铺设吸波单元，能够大面积减少室内吸波材料的铺设范围，降低测试环境搭建成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统
本专利技术涉及电磁测量
，特别涉及一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统。
技术介绍
以下对本专利技术的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本专利技术的现有技术。近场电磁测量技术是指，在离开物体3～5个波长的距离上，用一个已知电特性的电小天线(几何尺寸远小于波长)作为馈源，对一个平面或曲面上待测体近区电磁场的幅度和相位数据进行扫描抽样，再经过快速傅里叶变换(FFT)计算出天线远区场电特性的技术。其中，傅里叶变换满足基本公式：平面扫描抽样满足耐奎斯特采样定理，即：近年来，随着近场电磁测量技术的飞速发展，其相对于远场测量表现出的“成本低、效率高、测试场地不受限、可测目标尺寸不受限等”特点逐渐凸显，其应用范围也随之扩大。在室内近场电磁测量中，馈源天线电性能的优劣对测量结果的好坏起到了决定性的作用。一般来说，馈源天线在电磁仿真设计阶段，其方向图及其他相关电性能便得以确定，一旦馈源天线模型加工完成，其相关电性能(尤其是由于加工偏差等原因产生的非理想电性能)便无法在后期使用过程中进行调整；此外，由于天线旁瓣泄漏及测试环境反射(如图1a和1b所示)等客观因素的存在，会造成紧缩场散射杂波难以控制，进而导致测量结果存在一定偏差，这在实际工程应用中，尤其对大尺寸目标来说，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，能够对已完成设计加工的馈源天线进行波束控制，降低馈源天线旁瓣及测试环境等客观因素对近场电磁测量的影响，测试精度高；能够大面积减少室内吸波材料的铺设范围，降低测试环境搭建成本。本专利技术基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，包括：转台、设置在转台上的待测目标、以及用于对待测目标近区电磁场的幅度和相位数据进行扫描的馈源天线；其特征在于进一步包括：吸波腔；吸波腔罩设在馈源天线口面方向以外的周边，为半封闭腔体；吸波腔的内壁设置有吸波单元，其朝向待测目标的一侧设置有开孔；馈源天线设置在吸波腔内，且口面朝向开孔方向。优选地，开孔设置在吸波腔的侧面的中心，馈源天线设置在吸波腔的经过开孔中心的轴线上。优选地，开孔处裹覆有吸波单元。优选地，吸波单元为锯齿形结构，包括：铺设在吸波腔内壁的吸波基层、以及设置在吸波基层上的吸波凸起。优选地，吸波凸起为楔形凸起或尖劈。优选地，吸波单元铺设在吸波腔内壁的各个壁面上；或者，采用射线追踪法确定馈源天线发射的射线在吸波腔内壁的反射路径，吸波单元铺设在射线在吸波腔内壁的反射点处。优选地，反射点密度越大，吸波腔内壁对应位置的吸波单元的厚度越大。优选地，吸波腔内壁不同位置处的吸波单元的种类不同；采用射线追踪法确定馈源天线发射的射线在吸波腔内壁的反射路径，反射点密度越大，吸波腔内壁对应位置的吸波单元的反射率越小。优选地，对于吸波腔内壁的任意位置，对应的吸波单元的厚度满足如下关系：h＝nλ式中，h为吸波单元的厚度，λ为近场测试的最低频率所对应的波长，单位为m；n为正整数，无量纲。本专利技术基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，包括：转台、设置在转台上的待测目标、用于对待测目标近区电磁场的幅度和相位数据进行扫描的馈源天线、以及吸波腔；吸波腔为半封闭腔体，其内壁设置有吸波单元，吸波腔朝向待测目标的一侧设置有开孔；馈源天线设置在吸波腔内，且口面朝向开孔方向。通过在馈源天线口面方向以外的周边罩设吸波腔，能够对已完成设计加工的馈源天线进行波束控制，从而降低馈源天线旁瓣及测试环境等客观因素对近场电磁测量的影响，提高测试精度；同时，通过在吸波腔内部铺设吸波单元，能够大面积减少室内吸波材料的铺设范围，从而能够降低测试环境搭建成本。附图说明通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本专利技术的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：图1a是示出传统室内近场测量实测的侧视图；图1b是示出传统室内近场测量实测的俯视图；图2a是本专利技术基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统的室内近场测量实测的侧视图；图2b是本专利技术基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统的室内近场测量实测的俯视图；图3是本专利技术中吸波腔开孔处的示意图；图4是本专利技术中吸波单元的结构示意图；图中，10、转台；20、待测目标近区；30、馈源天线；40、吸波腔；41、开孔；42、吸波单元、421、吸波基层；422、吸波凸起；100、馈源天线的有效辐射边界；200、馈源天线的杂散辐射；300、室内测试环境；400、室内测试环境中铺设的吸波材料。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本专利技术及其应用或用法的限制。为了对已完成设计加工的馈源天线进行波束控制，本专利技术在馈源天线口面方向以外的周边罩设吸波腔。如图2a、2b和图3所示，本专利技术基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，包括：转台10、设置在转台10上的待测目标(图中未示出)、用于对待测目标近区20的幅度和相位数据进行扫描的馈源天线30、以及吸波腔40；吸波腔40罩设在馈源天线30口面方向以外的周边，为半封闭腔体，吸波腔40的内壁设置有吸波单元42，吸波腔40朝向待测目标的一侧设置有开孔41；馈源天线30设置在吸波腔40内，且口面朝向开孔41方向。与传统室内近场测量方法相比，加载吸波腔40可以将馈源天线30偏离目标区域方向的辐射进行滤除，使馈源波束仅对目标区域进行照射，以此实现空间滤波，从而增强了馈源天线30的方向性，实现馈源天线30的波束控制，提高了测试精度。同时，吸波腔40内部的吸波单元可完全替代馈源天线40后墙及部分侧墙的吸波材料，如图2a和2b所示，大大减少室内测试环境300中吸波材料400的使用量，降低室内测试环境300搭建成本。本领域技术人员可以根据实际需要将开孔41设置在吸波腔的侧面的边缘，或者设置在吸波腔的侧面的中心，开孔41在吸波腔的侧面上的位置不影响本专利技术的技术方案的实施。优选地，为了均匀过滤馈源天线30周围的杂散射线，可以将馈源天线30设置在吸波腔40的经过开孔41中心的轴线上。馈源天线30与开孔41之间的距离对从开孔41出射的波束强度具有影响。随着馈源天线30与开孔41之间距离的增大，从开孔41出射的波束强度不断减小。当馈源天线30与开孔41之间的距离过大时，馈源天线30发射的大部分波束被吸波腔40内部的吸波单元42吸收，影响近场测试的测试准确性，甚至无法进行近场测试。本专利技术对馈源天线与开孔之间的最小距离的取值不做具体限定，该取值可以是0，也可以是根据测试允许的误差范围确定出的距离值。吸波腔40内吸波单元42的吸波效果越强，馈源天线与开孔之间的距离下限越小。为了尽量防止馈源天线30发射波束中的大量杂散波束未经过滤便从开孔41出出射，从而进一步提高近场测试的准确度和精确度，馈源天线30与开孔41之间的距离不能过小。设置吸波单元42的目的是吸收馈源天线30的杂散波束，只要吸波单元能够实现上述目的即可，本专利技术对吸波单元42的结构和铺设方式不做具体限定。在本专利技术示出的优选实施例中，吸波单元42为锯齿形结构，包括：铺设在吸波腔40内壁的吸波基层421、以及设置在吸波基层421上的吸波凸起422，如图4所示。杂散波入射到锯齿形的吸波单元42上后，在吸波凸起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，包括：转台、设置在转台上的待测目标、以及用于对待测目标近区电磁场的幅度和相位数据进行扫描的馈源天线；其特征在于进一步包括：吸波腔；所述吸波腔罩设在所述馈源天线口面方向以外的周边，为半封闭腔体；所述吸波腔的内壁设置有吸波单元，其朝向所述待测目标的一侧设置有开孔；所述馈源天线设置在所述吸波腔内，且口面朝向所述开孔方向。

【技术特征摘要】
1.一种基于吸波腔结构的近场天线波束控制系统，包括：转台、设置在转台上的待测目标、以及用于对待测目标近区电磁场的幅度和相位数据进行扫描的馈源天线；其特征在于进一步包括：吸波腔；所述吸波腔罩设在所述馈源天线口面方向以外的周边，为半封闭腔体；所述吸波腔的内壁设置有吸波单元，其朝向所述待测目标的一侧设置有开孔；所述馈源天线设置在所述吸波腔内，且口面朝向所述开孔方向。2.如权利要求1所述的近场天线波束控制系统，其特征在于，所述开孔处裹覆有所述吸波单元。3.如权利要求1所述的近场天线波束控制系统，其特征在于，所述开孔设置在所述吸波腔的侧面的中心，所述馈源天线设置在所述吸波腔的经过所述开孔中心的轴线上。4.如权利要求3所述的近场天线波束控制系统，其特征在于，所述吸波单元为锯齿形结构，包括：铺设在所述吸波腔内壁的吸波基层、以及设置在所述吸波基层上的吸波凸起。5.如权利要求4所述的近场天线波束控制系统，其特征在于，所述吸波凸起为楔形凸起或尖劈。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涌泉，高超，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11