[发明专利]一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置

说明书

本发明公开了一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，该装置主要由反射阵口径与馈源组成。本发明公布的反射阵紧缩场装置，阵面单元将馈源发出的球面波准直校正为大角度离轴出射的静区平面波场，馈源采用准近轴结构以局部小角度偏馈照射反射阵，使阵面残余镜像波束远离静区以提升平面波质量。设计中由交替投影算法结合近场平面波谱传输技术快速综合出最佳静区所需的反射阵口径相位激励。本发明对反射阵天线的加工精度比传统的反射面的要求低，反射阵口径采用印刷电路结构，工艺简单、结构轻巧，并且将馈源宽带调谐匹配实现口径准直，应用于宽带毫米波/亚毫米波紧缩场系统的低成本实现。

技术领域

本发明涉及紧缩场技术领域，特别涉及一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场，通过对反射阵口径、偏馈角度、静区位置及馈电位置的优化布局设计，以实现优质宽带平面波静区场，其主要应用于毫米波\亚毫米波精密测试，可以满足天线方向图或目标RCS测试的远场平面波需求。

背景技术

随着毫米波\亚毫米波技术的快速发展，毫米波\亚毫米波天线测试的需求日益迫切。传统的近场，室外远场在毫米波测试方面均存在难以承受的技术或成本缺陷。紧缩场技术在毫米波天线测试技术中具有不可替代的重要作用，然而传统反射面天线受制于机械加工精度的严苛要求，应用于亚毫米波段较为困难或制造成本较高。

发明内容

本发明的发明目的为：克服毫米波反射面紧缩场加工工艺的困难，提出一种反射面口径为平面的大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场，作为传统的抛物面紧缩场的低成本替代解决方案，通过采用较高增益馈源的使用和方口径大角度旋转，抑制口径边缘截断绕射能量在静区的聚集，通过调谐匹配馈源的位置，以补偿频率变化引起的馈源入射波前相位失配，采用离轴布局、阵面口径旋转、口径相位综合、边缘绕射抑制和馈源宽带匹配照射等综合设计策略，构建高质量的宽带平面波静区，应用于毫米波\亚毫米波测试。本发明提出的反射阵紧缩场，加工精度要求比传统反射面低一个数量级，采用印刷电路结构、工艺简单、便于安装运输，可以降低制造成本，适合于满足低成本大批量测试需求。

本发明为了达到上述发明目的采用如下技术方案：一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，主要由馈源与反射阵天线组成，馈源和静区位于反射阵天线轴线的同侧，静区平面波束离轴倾斜出射于反射阵天线口面，馈源小角度近轴偏馈照射反射阵口径，使相位调制残余的阵面镜像波束以反向远离静区，以提升静区平面波质量。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，倾斜出射的平面波的离轴角度θ为30～40度。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，馈源准近轴小角度局部偏馈照射，馈源位置在反射阵平面的投影偏移方向由反射阵中心指向静区设置的方向，偏移距离约0.1～0.2倍焦距。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，反射阵方口径布局的绕自轴大角度旋转，旋转角度范围为30～60度。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，静区场的极化取决于馈源状态与反射阵单元特性。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，反射阵将球面波前校正成离轴出射的平面波波前，早照射幅度固定的约束下将出射口径相位加权，并由交替投影算法结合平面波角谱近场快速传输理论优化得出的反射阵相位激励。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，馈源到反射阵天线平面投影距离设为焦距，焦距与反射阵天线水平对角线的比值定义为焦径比，推荐焦径比为1.5～2，长焦设计利于降低阵面单元的倾斜照射和抑制镜像波束扩散。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，馈源与所述反射阵口径上的水平对角线正面相对，以形成准近轴照射。

所述的一种大角度离轴小角度偏馈的宽带反射阵紧缩场装置，馈源与所述反射阵口径上的垂直对角线的局部偏置相对，以形成局部小角度偏馈照射。