一种基于空间分布的多探头天线测试设备的制作方法

本实用新型涉及电磁测量技术领域，具体的说，是涉及一种基于空间分布的多探头天线测试设备。

背景技术：

现有的多探头天线测试法实现过采样基本上都是在单个环形支架上均匀或者不均匀分布足够多的探头。随着当前测量需求的快速发展，测试系统需要的探头数量急剧增加。在有限空间的单个环形支架上安排大量的探头，将会面临诸多技术难题。其中之一就是探头安排过密产生的耦合问题，探头间的耦合效应严重影响测量系统的精确度。因此，如何恰当地布置大量探头以及如何实现探头间去耦，从而提高系统的测量精度和效率，是当前设计微波暗室等测量系统的技术难题之一。

技术实现要素：

为了克服现有的技术的不足,本实用新型提供一种基于空间分布的多探头天线测试设备。

本实用新型技术方案如下所述：

一种基于空间分布的多探头天线测试设备，其特征在于，包括电波暗室、控制台、环形支架、半环支架、待测物转台、多个第一探头和多个第二探头，

所述环形支架与所述半环支架设置在所述电波暗室，所述控制台控制待测物转台旋转，所述半环支架的顶部与所述环形支架的顶部连接，所述环形支架与所述半环支架形成第一

所述待测物转台设置在所述环形支架的底部，所述待测物转台的顶部位于所述环形支架的中心，所述第一探头均匀设置在所述环形支架上，所述第二探头均匀设置在所述半环支架上。

优选的，其特征在于，所述电波暗室内壁设置有吸波棉，通过所述吸波棉吸收电磁波。

优选的，其特征在于，所述第一夹角为θ，0°＜θ≤360°。

优选的，其特征在于，所述第一夹角为90或者270°。

优选的，其特征在于，所述环形支架顶部的所述第一探头与所述半环支架顶部的所述第二探头的夹角为第二夹角。

优选的，其特征在于，所述环形支架的每一相邻的所述第一探头的夹角为第三夹角，所述第三夹角为所述第二夹角的一半。

优选的，其特征在于，所述半环支架的每一相邻的所述第二探头的夹角为第四夹角，所述第四夹角为所述第二夹角的一半。

优选的，其特征在于，所述第一探头和所述第二探头设置有去耦电路。

优选的，其特征在于，通过在所述第一探头和所述第二探头设置有超材料结构。

本实用新型的实质性效果：本实用新型以空间分布多探头的方式，将探头分别安装在一个环支架和一个半环支架上，通过这种方式大大提高了空间角度分辨率，实现从空间上将探头的距离扩大实现低耦合；本实用新型依据相邻探头耦合度相等的原理，采用软件校正以及硬件加载的方式实现去耦，解决环支架与半环支架顶部探头相距较近产生的耦合问题。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构平面图；

图2为本实用新型一实施例探头在半环支架的结构分布图；

图3为本实用新型一实施例探头在环支架的结构分布图；

图4为本实用新型一实施例半环支架上的探头映射到环形支架上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1-4所示，一种基于空间分布的多探头天线测试设备，包括电波暗室11、控制台、环形支架12、半环支架13、待测物转台14、多个第一探头和多个第二探头，

环形支架12与半环支架13设置在电波暗室11，控制台控制待测物转台14旋转，半环支架13的顶部与环形支架12的顶部连接，环形支架12与半环支架13形成第一夹角，

待测物转台14设置在环形支架12的底部，待测物转台14的顶部位于环形支架12的中心，第一探头均匀设置在环形支架12上，第二探头均匀设置在半环支架13上。

以环形支架12中心为原点，半环支架13顶部的第二探头与环形支架12顶部的第一探头之间的夹角为第二夹角。环形支架12的每一相邻的第一探头的夹角为第三夹角，第三夹角是第二夹角的2倍。半环支架13的每一相邻的第二探头的夹角为第四夹角，第四夹角是第二夹角的2倍。从空间上看，把半环支架13所在平面旋转映射到环形支架12所在平面上，可以看出，半环支架13上的每个第二探头刚好分别穿插在环形支架12上的每两个第一探头之间，使空间角度分辨率为提高一倍，由于探头间的物理角度实际并未增加，也实现从空间上将探头的距离扩大实现低耦合。

优选的，电波暗室11内壁设置有吸波棉，通过吸波棉吸收电磁波，减少电磁反射。

优选的，第一夹角为θ，0°＜θ≤360°。进一步的，第一夹角取值为90°或者270°。

优选的，以环形支架12中心为原点，以指向环形支架12上顶部的第一探头为z轴正向建立坐标系，第一探头与第二探头在俯仰角θ方向上是间隔分布的。

优选的，第一探头和第二探头设置有去耦电路，通过在第一探头和第二探头上加入去耦电路调整第一耦合系数和第二耦合系数。

优选的，第一探头和第二探头设置有超材料结构，通过在第一探头和第二探头上加载超材料结构调整第一耦合系数和第二耦合系数。

如图2、图3所示，环形支架12上第一探头总数为47个，环形支架12上的第一探头从底部第一个探头p1顺时针绕一周分别为第一个探头p1、第一个探头p2、…、第一个探头p47；其中，第一探头p24是环形支架的顶部探头。半环支架13上第二探头总数目为24个，半环支架13上的第二探头p’1从顶部顺时针绕一周分别为第二探头p’1，第二探头p’2，…，第二探头p’24；第二探头p’1是半环支架13顶部的探头。

环形支架12上相邻两个第一探头之间的夹角为φ1＝7.5°。半环支架13上顶部探头p’1与环形支架12上顶部探头p24的夹角为φ1/2＝3.75°，半环支架13上相邻两个第二探头之间的设置夹角为7.5°。

因此，从空间上，若把半环支架13所在平面映射到环形支架12所在平面上，可以看出半环支架13的探头正好分别穿插在环形支架12的第一探头中间，图4展示了半环支架13上的探头映射到环形支架12上的示意图，可以看到所有探头之间的空间夹角均为3.75°，因此，系统获得的空间角度分辨率为3.75°。

由于环形支架12上顶部第一探头p24与半环支架13上顶部第二探头p’1最为接近，其实际距离对于安置不同探头数目以及不同环直径有关。第一探头p24和第二探头p’1产生的耦合效应远大于其它探头之间的耦合，这两个探头之间的耦合对系统测试精度的影响较大。

由于测量系统在正常运行时，每个探头都是独立工作的，同时需要保持探头辐射性能的一致性，才能避免因探头性能不一致导致测试产生额外误差；根据环形支架12与半环支架13汇接处附近的探头两两之间的耦合度相等，以对比五个探头为例说明，即环形支架12第一探头p22、第一探头p23、第一探头p24、第一探头p25、第一探头p26两两之间耦合度相等；同时半环支架13第二探头p’1、第二探头p’2、第二探头p’3、第二探头p’4、第二探头p’5两两之间耦合度相等，得出

其中，s为探头的耦合度，k1、k’1为小于或者等于1的耦合系数，其值越接近1，代表两两探头之间的耦合度越接近。

具体地，为了满足表达式(1)和(2)，只需要分别调整系数k1、k2、k3、k4以及k’1、k’2、k’3、k’4的值即可。

具体地，为了获取系数k1、k2、k3、k4以及k’1、k’2、k’3、k’4使得公等式(1)和(2)同时成立，硬件上可以在探头之间加入去耦电路，加载超材料结构等方法去调整各个系数；同时，通过软件上校正，以达到最佳的系数组合。

采用上述软件校正和硬件加载相结合的方法即可实现多探头去耦合技术的目的。

本实用新型的实质性效果：本实用新型以空间分布多探头的方式，将探头分别安装在一个环形支架一个半环支架上，通过这种方式大大提高了空间角度分辨率，实现从空间上将探头的距离扩大实现低耦合；本实用新型依据相邻探头耦合度相等的原理，采用软件校正以及硬件加载的方式实现去耦，解决环支架与半环支架顶部探头相距较近产生的耦合问题。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。