一种小型一体化紧缩场测试系统的制作方法

本实用新型涉及对象的散射或辐射特性测量领域，尤其是一种小型一体化紧缩场系统，其能够构建出平面波环境，具有极低背景电平，适用于小型目标和小型天线的高精度测试，并且工作频率最高可达200GHz。

背景技术：

紧缩场测试系统，是指一种在微波暗室内建立的高精度微波测试系统，目前，其是武器装备雷达波隐身性能研究、高性能天线辐射特性测量、天线罩性能测量、卫星射频通路测试等各种微波测量应用的必要设备。

紧缩场系统利用精密的反射面或微波透镜，在近距离内将馈源天线发出球面电磁波(如图1（a）所示)变换为近似平面电磁波（如图1（b）所示），图2为馈源天线发出的球面电磁波经旋转抛物面型的单个反射面天线反射后变为平面波的示意图，图3为馈源天线发出的球面电磁波经由两个反射面组成的天线反射后变为平面波的示意图。另一方面，紧缩场天线对电磁波有聚焦作用，能够将电磁波的能量集中在一定的空间范围内，使背景环境受到的照射能量很小，从而能构建出背景电平很低的优异测试环境。满足远场相位条件的平面电磁波照射和低背景电平环境是进行天线辐射特性及雷达目标散射特性精确测量的必要条件。

与室外远场测量、动态测量等其他同类用途的测量方式相比较，微波暗室紧缩场测试系统具有占地面积小、建设运行成本低、背景电平低、工作频率范围极宽、测试效率高、可全天候测量、保密性好等优点。

目前，微波暗室紧缩场测试系统一般建设在专门的实验室内，能够对大、中、小各种尺寸的目标进行测量。由于在设计上总是需要以兼顾最大尺寸的被测目标为基准，目前的微波暗室紧缩场系统在针对小型目标测量的专用需求方面，呈现出一些不足之处，主要有：

（1）由于尺寸大（例如，如果需要满足目标区尺寸1.2m~12m，那么其反射面尺寸3m~30m），相对小型目标（尺寸≤0.8m）的测试需求而言，造价较高，资源浪费较大；

（2）需要修建专门的实验室，对空间要求大，对环境要求高，需要配备专门的消防报警、灭火、通风、空调等设置；

（3）对土建要求高，需要专门浇筑紧缩场反射面及馈源支架的地基，因此只能建设在建筑物的一楼；

（4）操作较为复杂，一般需要3个以上工作人员配合才能完整测试工作；

（5）建设好后，场地位置就固定了，不能再移动或移动成本极高。

现有技术中，暂时还没有针对小型目标的专门的紧缩场测试系统。

技术实现要素：

为了克服上述种种不足之处，本实用新型针对小型目标、小型天线的专用测试需求，提出一种小型一体化的紧缩场测试系统，具有体积小、成本低、建设环境要求简单、测量精度高、使用方便、可移动等优点。

本发明提出了一种小型一体化紧缩场测试系统，包括屏蔽箱体、吸波材料、反射面天线、反射面背架、馈源支架、馈源天线、目标架设及姿态控制系统，其特征在于：所述吸波材料、反射面天线、反射面背架、馈源支架、馈源天线、目标架设及姿态控制系统均设置于所述屏蔽箱体内，所述屏蔽箱体底部安装有轮子以及4组箱体固定支撑装置，当箱体移动到目标位置后，调节所述固定支撑装置的高度使其高于所述轮子；所述吸波材料铺设于所述屏蔽箱体内部的四个侧面、天花板和底板；所述屏蔽箱体一侧面设置有馈源窗盖，打开所述馈源窗盖后设置有所述馈源支架和馈源天线，所述馈源支架用于安装、固定馈源天线；所述反射面天线的反射面呈带有一定弧度的曲面板状；所述反射面背架用于安装、固定所述反射面天线；所述目标架设及姿态控制系统是承载、安装、架设被测目标的平台，包含转台、目标支架和目标安装平台。

进一步，所述吸波材料为聚氨酯吸波材料或无纺布吸波材料。

进一步，所述吸波材料成角锥或斧劈的形状。

进一步，靠近所述屏蔽箱体底部的侧面四周设置有若干屏蔽箱把手，用于移动或抬起整个屏蔽箱的操作。

进一步，所述馈源天线是与所述反射面配套的波纹喇叭天线，用于发射和接收电磁波，并指向反射面天线的中心，所述馈源天线的相位中心位于所述反射面天线的焦点处。

进一步，所述屏蔽箱体的一角设置有直角方形的屏蔽箱体门，门上设计有把手。

进一步，所述馈源支架安装在所述屏蔽箱体的侧壁上，馈源天线安装在所述馈源支架上，根据不同测试任务能够在所述馈源支架上安装1支或2支所述馈源天线。

进一步，所述反射面背架采用钢铝结构，嵌入所述屏蔽箱体的墙面，并与所述屏蔽箱体的底座框架一体化固定。

进一步，所述反射面天线为旋转抛物面型反射面天线、卡塞格伦型反射面天线或双柱面型反射面天线。

本实用新型优点在于：所有部件一体化设计，结构简单稳定；尺寸小，不需要修建专门的实验室，在普通的办公室中即可摆放，对土建地基没有要求，可以摆放在任意楼层，并且可移动；馈源天线位于屏蔽箱体侧面，打开馈源窗盖即可进行更换，操作简单。

附图说明

图1（a）为球面波示意图，图1（b）为平面波示意图。

图2为馈源天线发出的球面电磁波经旋转抛物面型的单个反射面天线反射后变为平面波的示意图。

图3为馈源天线发出的球面电磁波经由两个反射面组成的天线反射后变为平面波的示意图。

图4为小型一体化紧缩场测试系统的整体外观示意图。

图5为打开馈源窗盖和屏蔽箱体门后的小型一体化紧缩场系统的整体外观示意图。

图6为隐藏了屏蔽箱体天花板、两个侧面及屏蔽箱体门后的小型一体化紧缩场测试系统的内部视图及内部各组成部件与仪表系统、控制计算机的连接方式的示意图。

图7为隐藏了底面吸波材料后的目标架设及姿态控制系统的结构示意图。

图8为馈源支架及馈源天线的安装示意图。

图中：

100—屏蔽箱体

101—馈源窗盖

102—屏蔽箱体门

103—箱体轮子

104—屏蔽箱把手

105—箱体固定支撑装置

200—吸波材料

301—反射面天线

302—反射面背架

401—馈源支架

402—馈源天线

500—目标架设及姿态控制系统

501—方位转台

502—目标支架

503—目标安装平台

600—目标区

601—被测目标

602—仪表系统

603—控制模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

不失一般性，采用配备一个旋转抛物面型反射面天线的小型一体化紧缩场系统来进行本实用新型具体实施方式的说明，也可以根据需要选择其它天线。

如图4~ 8所示，该小型一体化紧缩场测试系统包括：屏蔽箱体100、吸波材料200、反射面天线301、反射面背架302、馈源支架401、馈源天线402、目标架设及姿态控制系统500，其中所有的部件以屏蔽箱体100为承载基础安装构成一个整体；吸波材料200是具有电磁波吸收能力的材料，例如聚氨酯吸波材料、无纺布吸波材料等，制作成角锥或斧劈的形状；由于反射面天线301用于反射馈源发出的电磁波信号，其反射面呈带有一定弧度的曲面板状；反射面背架302用于安装、固定反射面天线；馈源支架用于安装、固定馈源天线，使馈源天线具有精确的位置和保持精确稳定的指向；馈源天线是与反射面配套的波纹喇叭天线，用于发射和接收电磁波，馈源天线安装在馈源支架上，指向反射面天线的中心，馈源天线的相位中心位于反射面天线的焦点处；目标架设及姿态控制系统是承载、安装、架设被测目标的平台，具有精确的位置调节能力，用于对被测目标进行精确的姿态调节。

具体地，图4为小型一体化紧缩场测试系统的整体外观示意图，屏蔽箱体100是采用金属材料制作的长方形箱体，密闭时其具有电磁波屏蔽能力。屏蔽箱体100一侧面设置有馈源窗盖101，通过打开馈源窗盖101后可以安装、更换馈源天线402。屏蔽箱体100上设置有屏蔽箱体门102，通过打开屏蔽箱体门102后，使用人员可以对箱体内部的物件进行操作。靠近屏蔽箱体100底部的侧面四周可以设置有若干屏蔽箱把手104，用于移动或抬起整个屏蔽箱的操作。屏蔽箱体100底部安装有箱体轮子103，通过轮子可以方便的移动箱体。屏蔽箱体100底部还具备4组箱体固定支撑装置105，当箱体移动到目标位置后，调节固定支撑装置105的高度使其高于箱体轮子103，再锁紧，即可使箱体位置保持稳定。另外可以通过分别调整4组固定支撑装置105的高度来调节屏蔽箱体底面的水平状态，使其保持水平状态。

图5为打开馈源窗盖101和屏蔽箱体门102后的小型一体化紧缩场测试系统的示意图。如图所示，将屏蔽箱体100的一角设计为直角方形的屏蔽箱体门102，门上设计有把手，便于操作。打开屏蔽箱体门102后，使用人员可以对箱体内部的物件进行操作。当然，屏蔽箱体门也可以设计在其他位置、具有不同的形状、采用不同的方式打开。屏蔽箱体100内部的四个侧面、天花板和底板都铺设（粘贴）吸波材料200。屏蔽箱体100的一个侧面上有一个窗口，打开馈源窗盖101后，可以安装、更换馈源天线402。进一步，结合图8，图8为馈源支架及馈源的安装示意图，其从内部看打开馈源窗盖101后馈源窗附近的结构，包括馈源支架401和馈源天线402，其中馈源支架用于安装、固定馈源天线，使馈源天线具有精确的位置和保持精确稳定的指向；馈源天线是与反射面配套的波纹喇叭天线，用于发射和接收电磁波，馈源天线安装在馈源支架上，指向反射面天线的中心，馈源天线的相位中心位于反射面天线的焦点处。例如，在一具体实施例中，馈源支架401可以安装在屏蔽箱体100内部的侧壁上，馈源天线402安装在馈源支架401上，根据不同测试任务需要在馈源支架401上安装1支或2支馈源天线402。

图6为隐藏了屏蔽箱体天花板、两个侧面及屏蔽箱体门后的小型一体化紧缩场测试系统的内部视图及内部各组成部件与仪表系统、控制模块的连接示意图。其中，反射面天线301和反射面背架302安装于一侧面上，反射面背架302用于安装、固定反射面天线，例如可以采用钢铝结构，嵌入屏蔽箱体的墙面，并与屏蔽箱体100的底座框架一体化固定，以保证反射面天线位置的长期稳定。由于反射面天线301用于反射馈源发出的电磁波信号，其反射面呈带有一定弧度的曲面板状，可以采用金属铝或其他材料制作，朝向馈源的一面按照设计的曲面尺寸进行精密加工，背向馈源的那一面用于连接反射背架。根据测试需求，反射面天线具有多种类型和尺寸，可以为如图2所示为只需要一个反射面的旋转抛物面型反射面天线，也可以为如图3所示为需要两个反射面的卡塞格伦型反射面天线，另外还可以使用需要两个反射面的双柱面型反射面天线等。

当使用本实用新型进行目标测试时，小型一体化紧缩场测试系统的控制模块603对方位转台501和目标安装平台503进行方位和姿态等的控制，使被测目标601按照测试需求精确呈现出测试所需要的姿态；同时控制模块603控制仪表系统602输出微波信号，通过馈源天线402向外发射，并对接收到的微波信号进行处理、采集、存储以及进一步的处理。

图7为隐藏了底面吸波材料后的目标架设及姿态控制系统的结构示意图。目标架设及姿态控制系统是承载、安装、架设被测目标的平台，具有精确的位置调节能力，用于对被测目标进行精确的姿态调节。一般地，目标架设及姿态控制系统通常包含转台、目标支架、目标安装平台等部件。根据实际测试需求，目标架设及姿态控制系统可以具有水平方位调节、俯仰调节、极化调节、水平X/Y方向位置调节等多维姿态控制功能中的一种或几种。在一具体实施方式中，目标架设及姿态控制系统500由方位转台501、目标支架502和目标安装平台503组成。从附图6中可以看出，方位转台501固定安装于目标区600的正下方的屏蔽箱体底面上；目标支架502安装在方位转台501上，其底部与方位转台的可旋转台面固定连接；目标安装平台503安放在目标安装支架502的顶部，两者保持固定连接；被测目标601安装在目标安装平台503上，位于目标区600中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。