[发明专利]一种基于阵列天线的准平面波生成器及生成方法

权利要求书

1.一种基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于包括：二维阵列天线口面、阵列天线单元和阵列天线馈电网络；所述阵列天线单元位于所述二维阵列天线口面的一侧；所述馈电天线网络分布于阵列天线单元的另一侧，用于为阵列天线单元提供所需要激励的幅度和相位信号；所述准平面波生成器能够实现在距二维阵列天线口面一定距离处形成高质量准平面波静区；所述准平面波生成器的工作频带为0.67-1.5倍中心频率且能够根据使用频段设计相对应频段，形成相对应频段的准平面波生成器,或形成同时在两个或多个频段共用口面的准平面波生成器；

所述阵列天线单元为周期性排列或非周期性排列；

在所述阵列天线单元采用周期性排列时，所述阵列天线单元中各阵元间距在0.3倍最低工作频率波长到2倍最低工作频率波长之间；

在所述阵列天线单元采用非周期排列时，所述阵列天线单元中阵元采用稀疏布阵，各阵元间距变化范围在0.3倍最低工作频率波长到10倍最低工作频率波长之间；

在所述阵列天线单元采用周期性排列时，位于所述二维阵列天线口面中心附近的阵列天线单元采用等幅同相馈电；所述的等幅同相馈电区域的中心基本与二维阵列口面中心重合，且该区域的形状与二维阵列天线口面形状基本相同；所述的等幅同相馈电区域的长度和宽度可以在与之平行的二维阵列口面的边长的0.3-0.7倍最低工作频段波长之间变化；除去所述的等幅同相馈电区域外，在靠近边缘的区域采用幅度锥削和相位锥削馈电，降低阵列天线口面的边缘效应。

2.根据权利要求1所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述二维阵列天线口面的长度和宽度的电尺寸在最低工作频率波长的10倍到100倍之间。

3.根据权利要求1或2所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述二维阵列天线口面为平面或为曲面。

4.根据权利要求1所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所形成的高质量准平面波静区接近圆柱形，圆柱形的中心圆形截面与所述二维阵列天线口面平行，所述圆柱形的中心圆形截面距离所述二维阵列天线口面在0.1倍到3倍的所述二维阵列天线口面长度之间。

5.根据权利要求4所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：可形成的高质量准平面波静区性能为：静区内电场幅度误差为±1dB，相位误差为±7.5°，静区直径至少为0.5倍所述二维阵列天线口面长度，长度至少为10倍最低工作频率波长。

6.根据权利要求1所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述阵列天线单元为双极化天线单元。

7.根据权利要求6所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述双极化天线单元为双极化寄生贴片天线、双极化Vivaldi天线、双极化振子天线或双极化对数周期天线。

8.根据权利要求1所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述阵列天线单元中，各阵元之间布设吸波材料，降低所述二维阵列天线口面与待测天线之间的耦合对测量结果的影响。

9.根据权利要求8所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述吸波材料为铁氧体吸波材料、电介质陶瓷吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、导电高分子吸波材料、纳米吸波材料。

10.根据权利要求1所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述阵列天线馈电网络，利用不等分Wilkinson功分网络、T型功分网络实现对不同阵列天线单元激励的幅度和相位要求，并且获得良好的端口内匹配及端口间隔离性能。

11.根据权利要求10所述的基于阵列天线的准平面波生成器，其特征在于：所述不等分Wilkinson功分网络、T型功分网络各端口回波损耗小于-15dB,端口隔离度小于-20dB。