一种基于U型超表面透镜的紧缩场及其静区优化方法

    技术2025-08-06  12


    本发明涉及天线测试,特别是关于一种基于u型超表面透镜的紧缩场及其静区优化方法。


    背景技术:

    1、在现代通信中,紧缩场是一种用于测试天线和无线通信系统性能的关键设备,它可以在室内环境中模拟自由空间中的电磁传播情况,为系统的设计、优化和测试提供必要的环境。

    2、传统紧缩场设计主要分为三种类型。首先是单反射式设计,这种方式采用大型抛物面反射镜来模拟远场条件,通过聚焦馈源天线发射的球面波转换成平面波。其次是双反射式,也称为卡塞格伦双镜系统,包括馈源、双曲面反射镜和抛物面反射镜组成,用于更精确地控制波的传播。最后是三反射式,由一个主反射面和两个辅助反射面组成,此设计提高了静区的利用率。针对所有设计中常见的边缘衍射干扰问题,通常会在反射面边缘添加卷边以减少干扰,从而优化静区的性能。

    3、然而,随着通信技术的不断发展和频率的不断提高,特别是进入毫米波频段,传统的紧缩场系统面临诸多挑战。毫米波频段具有更高的工作频率和更短的波长,要求传统紧缩场系统的介质反射面表面精度和信号传输的稳定性更高,以确保准确模拟自由空间中的信号传播特性。传统的紧缩场系统面对这种需求往往难以满足,存在着加工成本高昂、制作难度大等问题。


    技术实现思路

    1、针对上述问题,本发明的目的是提供一种基于u型超表面透镜的紧缩场及其静区优化方法,能够在毫米波的天线测试的环境中,有效地消除边缘绕射现象的影响,提高紧缩场的测试性能,降低其加工和制作成本。

    2、为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:

    3、第一方面,本申请提供一种基于u型超表面透镜的紧缩场,包括:u型超表面透镜和扼流喇叭天线;

    4、所述u型超表面透镜,包括介质基板,以及设置于介质基板的介质层之间的超表面阵列;

    5、所述超表面阵列,由u型超表面单元构成;

    6、其中,各个不同位置处的u型超表面单元的结构参数,满足各个位置处消除边缘绕射的补偿相位。

    7、在本申请的一种实现方式中,所述介质基板为三层介质基板。

    8、在本申请的一种实现方式中,所述三层介质基板的型号为f4b。

    9、在本申请的一种实现方式中,所述三层介质基板的介电常数为2.2,每层介质基板的长和宽为590mm。

    10、在本申请的一种实现方式中,上层介质基板和下层介质基板的厚度为1.47mm;中间介质基板的厚度为1.25mm。

    11、在本申请的一种实现方式中,所述u型超表面单元,包括设置于所述上层介质基板和所述中间介质基板之间的分单元部分,以及设置于所述中间介质基板和所述下层介质基板之间的分单元部分。

    12、在本申请的一种实现方式中,所述设置于所述上层介质基板和所述中间介质基板之间的分单元部分,与所述设置于所述中间介质基板和所述下层介质基板之间的分单元部分的结构参数相同;并呈点对称关系。

    13、在本申请的一种实现方式中,在每一所述分单元部分,包括u型底部条形,垂直于所述u型底部条形的两个u型侧边条形,以及两个u型侧边条形的中间条形;

    14、在本申请的一种实现方式中,所述分单元的结构参数,包括:

    15、所述u型底部条形的长ra和宽w;

    16、所述u型侧边条形的长(ra/2+out+w)和宽w;

    17、所述中间条形的长g和宽w。

    18、本申请提供一种基于u型超表面透镜的紧缩场的静区优化方法,包括:

    19、设置透射平面波的初始相位,并计算所述透射平面波到达所述u型超表面透镜各点的相位,结合所述初始相位和所述透射平面波到达所述u型超表面透镜各点的相位,计算各点的补偿相位;

    20、对所述u型超表面透镜的边缘各点,考虑消除边缘绕射的影响进行修正,得到所述u型超表面透镜的边缘各点的补偿相位;

    21、根据前面步骤获得所述u型超表面透镜各点的补偿相位分布,再根据所述补偿相位分布,计算各点对应的所述u型超表面单元的结构参数,并根据各点对应的所述u型超表面单元的结构参数完成u型超表面透镜的制作。

    22、本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:本发明申请方案,获取对多源传感器的传感数据进行目标检测处理的目标检测结果,再基于其中一种传感器的传感数据,建立占据栅格地图,并将多源传感器对应的目标检测结果映射到占据栅格地图上,得到各传感器在占据栅格地图上对应的感知结果,进一步根据目标匹配算法,对各传感器对应的目标检测结果进行匹配处理,得到目标匹配结果,根据各传感器在占据栅格地图上对应的感知结果和目标匹配结果,进行统计学分析,得到感知不确定性的评估结果,从而能够实时、高效、准确地评估感知结果的不确定性。



    技术特征:

    1.一种基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,包括:u型超表面透镜和扼流喇叭天线;

    2.根据权利要求1所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,所述介质基板为三层介质基板。

    3.根据权利要求2所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,所述三层介质基板的型号为f4b。

    4.根据权利要求2所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,所述三层介质基板的介电常数为2.2,每层介质基板的长和宽为590mm。

    5.根据权利要求4所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,上层介质基板和下层介质基板的厚度为1.47mm;中间介质基板的厚度为1.25mm。

    6.根据权利要求2所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,所述u型超表面单元,包括设置于所述上层介质基板和所述中间介质基板之间的分单元部分,以及设置于所述中间介质基板和所述下层介质基板之间的分单元部分。

    7.据权利要求6所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,所述设置于所述上层介质基板和所述中间介质基板之间的分单元部分,与所述设置于所述中间介质基板和所述下层介质基板之间的分单元部分的结构参数相同;并呈点对称关系。

    8.根据权利要求7所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,在每一所述分单元部分,包括u型底部条形,垂直于所述u型底部条形的两个u型侧边条形,以及两个u型侧边条形的中间条形。

    9.根据权利要求7所述的基于u型超表面透镜的紧缩场,其特征在于,所述分单元的结构参数,包括:

    10.一种基于u型超表面透镜的紧缩场的静区优化方法,应用于权利要求1所述的紧缩场,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明涉及一种基于U型超表面透镜的紧缩场,包括:U型超表面透镜和扼流喇叭天线;所述U型超表面透镜,包括介质基板,以及设置于介质基板的介质层之间的超表面阵列;所述超表面阵列,由U型超表面单元构成;其中,各个不同位置处的U型超表面单元的结构参数,满足各个位置处消除边缘绕射的补偿相位。本发明能够在毫米波的天线测试的环境中,有效地消除边缘绕射现象的影响,提高紧缩场的测试性能,降低其加工和制作成本。

    技术研发人员:朱雄志,崔猛,张金玲,张宇,薛植文,李小辉
    受保护的技术使用者:郑州大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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