专利名称：一种紧缩场产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及天线测试领域，更具体地说，涉及一种基于超材料的紧缩场产生装置。
背景技术：
紧缩场是一种在近距离内靠光滑的反射面，包括单反射面和双反射面，将馈源发出的球面波变为平面波的测试设备。它所产生的平面波环境，可 以充分满足天线方向图的测试要求，从而达到在近距离内对天线进行测试的目的。紧缩场系统上可以分为紧缩场天线部分和微波暗室部分。在现有技术中，紧缩场天线部分是采用精密的反射面，将点源产生的球面波在近距离内变换为平面波的一套装置，通常按照设计要求，将天线部分的位置 准确地安装于微波暗室中，并调节好水平度，通过对紧缩场天线反射面边缘的处理和微波暗室的配合，在空间测试区域创造出一个静区，在静区里可以模拟被测物在无反射的自由 空间中的辐射特性。与室外远场和室内近场比较，紧缩场主要具有以下特点I、安装在微波暗室的紧缩场具有较好的保密性；2、安装在室内的紧缩场受气候环境影响小，改善了测试条件，进而提高了RCS (Radar Cross-Section,雷达散射截面)的测量效率；3、可以将室外远场测试问题转换为暗室内近距离测试问题。这些特点决定了紧缩场是研究电磁散射的重要测试设备，也是高性能雷达天线测试、卫星整星测试、飞机反射特性测试等系统性能测试的重要基础设施。同时，紧缩场技术在军事领域越来越发挥着不可替代的作用。无论是卫星、飞机，还是导弹、坦克、大炮等大型武器装备的隐身性能测试、调整等，都依赖于发挥紧缩场的技术作用。可以说，紧缩场的技术水平如何，不仅制约着军队武器装备的性能与质量，也关系到一个国家的国防安全问题。因此，当今各大军事强国都把紧缩场系统作为国防战略技术之一，重点加以研究和发展。目前，国内外从事电磁产品研发和技术研究的公司及科研院所，一般都建立了自己的紧缩场系统，使用起来非常方便和快捷。紧缩场系统作为现代天线测试的先进设备，无疑具有越来越重要的技术进步意义和极其广泛的运用前景。但现有设计仍存在一定的问题采用的光滑反射面是抛物面状，且反射面必须很大，大约比测试静区大三倍，制造抛物面状反射面的机械平台十分复杂，要达到较好的反射面工艺也比较困难，表面处理依赖度高，造价昂贵，且馈源位置必须置于反射面的焦点上，否则没法达到球面波与平面波的转换，而反射面的焦点与光滑反射面的距离给制造工艺精度造成了很大困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术制造光滑反射面必须很大，且工艺困难、复杂，造价昂贵的缺陷，提供一种基于超材料的紧缩场产生装置，该装置采用超材料制造紧缩场的天线部分，将球面电磁波转换为平面电磁波，制造简单，价格便宜。
为了达到上述目的，本发明采用的如下技术方案一种紧缩场产生装置，所述装置包括馈源以及设置在馈源前上方的超材料面板，所述超材料面板包括核心层及设置在核心层两侧表面的阻抗匹配层，所述核心层包括厚度相同且折射率分布相同的多个核心层片层，所述核心层片层包括片状的第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构，所述核心层片层的折射率分布满足如下公式
权利要求
1.一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述装置包括馈源以及设置在馈源前上方的超材料面板，所述超材料面板包括核心层及设置在核心层两侧表面的阻抗匹配层，所述核心层包括厚度相同且折射率分布相同的多个核心层片层，所述核心层片层包括片状的第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构，所述核心层片层的折射率分布满足如下公式:
2.根据权利要求I所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述第一基材包括片状的第一前基板及第一后基板，所述多个第一人造微结构夹设在第一前基板与第一后基板之间。
3.根据权利要求2所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述超材料面板两侧表面的阻抗匹配层是对称分布的，所述阻抗匹配层包括厚度相同的多个阻抗匹配层片层，所述阻抗匹配层片层包括片状的第二基材以及设置在第二基材上的多个第二人造微结构，所述阻抗匹配层片层的折射率分布满足如下公式
4.根据权利要求3所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述第二基材包括片状的第二前基板及第二后基板，所述多个第二人造微结构夹设在第二前基板与第二后基板之间。
5.根据权利要求I所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述超材料面板的纵截面为方形、圆形或椭圆形。
6.根据权利要求4所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述第一人造微结构及第二人造微结构均为由铜线或银线构成的金属微结构，所述金属微结构通过蚀刻、电镀、钻亥IJ、光刻、电子刻或离子刻的方法分别附着在第一基材及第二基材上。
7.根据权利要求6所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述金属微结构呈平面雪花状，所述金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。
8.根据权利要求7所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述平面雪花状的金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第二金属分支的端点相连。
9.根据权利要求8所述的一种紧缩场产生装置，其特征在于，所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。
全文摘要
本发明公开了一种紧缩场产生装置，包括馈源以及设置在馈源前上方的超材料面板，所述超材料面板包括核心层及对称分布在核心层两侧表面的阻抗匹配层，所述核心层包括厚度相同且折射率分布相同的多个核心层片层，所述核心层片层包括片状的第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构，设计所述核心层片层的折射率分布满足一定的条件，以使得馈源发出的电磁波经超材料面板后能够以平面波的形式出射。根据本发明的紧缩场产生装置，由片状的超材料面板代替了传统的抛物状反射面，制造加工更加容易，成本更加低廉。
文档编号G01R29/10GK102680802SQ20121013292
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者刘若鹏, 季春霖, 岳玉涛, 李星昆 申请人:深圳光启创新技术有限公司