[发明专利]一种基于无源空间相位调节器的准平面波生成器及制作方法

说明书

一种基于无源空间相位调节器的准平面波生成器及制作方法，包括多个无源空间相位调节器排布形成，所述的无源空间相位调节器包括四层介质层和五层金属层，金属层与介质层间隔设置且金属层在外侧，位于无源空间相位调节器中间设置有两个金属通孔，金属通孔之间通过带状线相连，一根金属通孔贯穿前四层金属层及前三层介质层，另一个金属通孔贯穿后四层金属层和介质层。本发明能够近距离地产生平面波，实现各种设备的近场测试，具有成本较低、产生平面波静区质量高的优点。

技术领域

本发明涉及电磁场与微波技术领域，特别涉及一种基于无源空间相位调节器的准平面波生成器及制作方法。

背景技术

许多设备的测试需要满足远场条件，而远场条件一般需要较大的测试距离，使得测试条件变得苛刻，难以达成。例如天线的性能测试需要收发天线之间的测试距离满足其中R为收发天线之间的距离，D为待测天线的最大尺寸，λ为工作波长。在待测天线的最大尺寸保持不变时，随着工作频率的升高，工作波长变短，满足远场条件所需的测试距离变大，使得室内测试环境往往无法满足测试距离的要求，而室外测试环境会受到天气、温度等自然条件的限制。故此需要发明一种装置在近场处实现满足远场条件的测试环境，即在近场处将激励源辐射出的球面波转换成平面波。目前已有的方法大多采用天线阵、反射面以及透镜等，但是这些方法难以兼顾设计难度、加工成本及静区质量等指标。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种基于无源空间相位调节器的准平面波生成器及制作方法，能够近距离地产生平面波，实现各种待测设备的近场测试，具有成本较低、产生平面波静区质量高的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于无源空间相位调节器的准平面波生成器，主要由多个无源空间相位调节器10排布形成，所述的无源空间相位调节器10包括四层介质层101和五层金属层，金属层与介质层101间隔设置且金属层在外侧，位于无源空间相位调节器10中间设置有两个金属通孔105，金属通孔105之间通过带状线104相连，一个金属通孔贯穿前四层金属层及前三层介质层，另一个金属通孔贯穿后四层金属层和介质层。

所述的无源空间相位调节器10根据准平面波生成器不同位置所需的透射相位进行排布。

所述的金属层分别包括圆形金属贴片102、方形金属贴片103和带状线104，位于介质层101前部和后部分别设置有圆形金属贴片102，位于第一层与第二层介质层101之间，第三层与第四层介质层101之间设置有方形金属贴片103，位于第二层与第三层介质层101之间设置有带状线104，两个金属通孔105分别贯穿部分介质层及金属层。

所述的带状线104位于无源空间相位调节器10的最中间层，有一定的宽度，带状线头尾两端分别由两个金属通孔固定并保持不变，带状线呈矩形形状，并且在矩形的三个外直角处做了切角处理。

所述的带状线104长度为可调节结构。

所述圆形金属贴片102分别为接收耦合层和交叉辐射层，分别用于耦合入射电磁波和辐射交叉极化出射电磁波。

所述方形金属贴片103为电磁屏蔽层，用于屏蔽入射电磁波和出射电磁波对带状线所在传输延迟层的影响。

所述带状线104为传输延迟层，用于通过调节带状线104的长度调节透射电磁波相位。

一种基于无源空间相位调节器的准平面波生成器的制作方法，包括以下步骤；

步骤一：

首先将二维平面数字化，即将整个平面离散成一个一个像素块，一个像素块代表一个无源空间相位调节器10，数字化的目的是得到每个单元的离散化XY坐标，如H1代表的坐标为(0,0)，H2代表的坐标为(0,-2)，不同XY坐标需要满足的相位条件服从如下公式：