[发明专利]一种降低混响室测量不确定度的电调电磁波轨道角动量模式的源搅拌方法

说明书

一种降低混响室测量不确定度的电调电磁波轨道角动量模式的源搅拌方法，通过在混响室中部署可电调涡旋电磁超表面，引入一个全新的自由度：电磁波轨道角动量，通过电调方式能够控制切换多种独立的电磁波轨道角动量模式，有效地增加独立采样数，所述的源搅拌方法可在有限的空间条件下，与其他搅拌方法同时使用，进一步降低测量不确定度，所述的源搅拌方法与其他搅拌方法同时使用时，在总采样数一定的条件下，可以通过控制电磁超表面的工作模式的数量，调控整体测试时间，本发明能够有效降低混响室测量不确定度，具有占用空间小、调节方式简单、测试耗时短、制作方便、成本低廉的特点。

技术领域

本发明属于微波混响室技术领域，涉及一种降低混响室测量不确定度的电调电磁波轨道角动量模式的源搅拌方法。

背景技术

微波混响室是一个大型金属腔体，通过不同的搅拌方法在腔内的工作区域产生空间均匀、各向同性、随机极化的电磁场。混响室作为一种新兴的电磁测试环境，具有建造成本低、测试效率高、复现性好等特点，已广泛应用于电磁兼容测试和空口测试。

混响室内电磁场的均匀特性是统计意义下呈现的，搅拌方法越有效，混响室内的场分布就越均匀，测量不确定度也就越低，所以搅拌方法的有效性直接决定了测量结果的可靠度和准确度。现有的搅拌方法主要分为三种，机械搅拌、频率搅拌和源搅拌。机械搅拌方法利用搅拌器的机械转动改变了电磁场的边界条件；频率搅拌方法通过实验数据的后处理复用了一定频段内的电磁模式；源搅拌方法利用转台的机械转动(转台搅拌)或在腔内部署多个天线(天线搅拌)达到激励多种电磁模式的目的。

现有的搅拌方法至少存在以下问题：

搅拌器和转台的机械转动需要一定时间，由于混响室的测量数据量大，因此涉及机械转动的搅拌方法非常费时。频率搅拌只能对数据进行后处理，而无法获得更有效的原始数据，因此适用范围非常有限。天线搅拌要求腔内部署的天线尽可能不相关，即天线之间需要保证足够的距离，一方面部署的天线会减小混响室的有效工作区域，另一方面混响室的尺寸限定了可部署的独立天线数的上限。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低混响室测量不确定度的电调电磁波轨道角动量模式的源搅拌方法，将电磁波的轨道角动量技术应用于混响室，能够有效地增加独立采样数，降低测量不确定度，具有占用空间小、调节方式简单、测试耗时短、制作方便、成本低廉的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种降低混响室测量不确定度的电调电磁波轨道角动量模式的源搅拌方法，具体步骤如下：

步骤1：在混响室中部署可电调涡旋电磁超表面，所述的可电调涡旋电磁超表面能够将入射的平面波前的电磁波转换为螺旋式波前的涡旋电磁波，所述的电磁超表面置于发射天线或接收天线的主射方向，且与天线保持一定的距离，调整其与天线的相对位置，使电磁波垂直入射所述的电磁超表面；

步骤2：通过外置电路切换所述步骤1的电磁超表面的工作模式，在每个工作模式下完成测试过程；

步骤3：完成所有模式的测试，处理实验数据，得到测试结果。

所述的可电调涡旋电磁超表面由一定数量的电磁超表面单元构成，所述的一定数量取决于天线的工作频段和馈电要求，数量过少则无法有效覆盖天线的主瓣，数量过多则馈电复杂度提高。

所述的一定的距离取决于天线的工作频段和主瓣的波瓣宽度，保证入射到所述的电磁超表面的电磁波近似为平面波，同时使所述的电磁超表面尽可能多的覆盖天线主瓣的波瓣宽度。

所述的每个工作模式对应一种电磁波的涡旋特性，即轨道角动量模式。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：