本实用新型涉及单反射面紧缩场装置的技术领域，特别涉及一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场，其主要应用于提升单反射面紧缩场的极化隔离度，提高正交极化隔离天线的测量精度，且降低紧缩场系统的设计和制造难度，特别适用于作为THz波段天线的精密测试场。
背景技术：
随着THz技术的发展，精密测量THz大口径天线的需求日益迫切，尤其是卫星通讯和全极化遥感天线对交叉极化隔离有较高的要求。传统的高交叉极化隔离的紧缩场，通常采用双或多反射面系统的等效长焦或大焦径比设计，或如前馈卡赛格伦紧缩场的补偿设计，降低偏馈结构和馈源自身引入的交叉极化。双或多反射面系统的长焦设计，有利于降低主反射面曲率和抑制准直反射场的交叉极化，但THz波段紧缩场若采用多反射面系统级联组合，将存在各级反射面误差累积，同等精度要求下将增加各反射面精度导致工程实现存在复杂性。此外，长焦设计系统中馈源球面波扩散引起的空间损耗较大，会减小测量系统的动态范围。并且长焦设计所致静区相对反射器口面位置较远，不利于提升口径电尺寸减小时的频率较低时的静区性能。本实用新型提出的极化栅单反射面紧缩场能克服以上缺点，具备较多的技术优点，更适合于应用于THz波段。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：提出一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置，通过配置大孔径的极化栅来抑制偏馈单反射面紧缩场静区的交叉极化，并保持单反射面紧缩场结构紧凑且便于制造的传统优点，极化栅滤除了平行于栅丝线的极化分量，选通了垂直于栅丝线的极化分量。极化栅的线径和线间距为远小于波长的亚波长设计，可工作在较宽的频带。
本实用新型为了达到上述目的采用如下技术方案：
一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置，该装置主要由单反射面紧缩场的反射面、馈源和极化栅组成；馈源照射单反射面紧缩场的精密反射面，将球面波前准直校正为平面波；在单反射面紧缩场的平面波静区前布置极化栅，对静区场进行极化滤除或选通，其中馈源及极化栅的极化选通状态由各自控制器控制。
其中，所述的高交叉极化隔离的紧缩场采用单反射面布局，具有结构紧凑简单相对便于制造，适合应用于对制造精度有较高要求的THz波段测试场。
其中，焦径相对比较小的短焦设计，有利于提升单反射面紧缩场全频段性能和测量仪表系统的动态范围。
其中，所述的用于极化选通的极化栅方向可调，调整极化栅方向时不局限于电动或手动控制实现。
其中，所述的用于极化选通的极化栅，工作带宽能超过10倍频程，不限于某特定工作频段。
其中，所述的单反射面紧缩场系统的反射面的边缘处理不局限于特定的卷曲或锯齿，以抑制边缘绕射对静区的干扰。
其中，所述的单反射面紧缩场系统的安装环境不局限于是否安装吸波材料的微波暗室或微波暗箱。
本实用新型的原理如下：
本实用新型基于极化栅和单反射面紧缩场的技术原理，通过极化栅对正交极化分量的选通控制以实现对单反射面紧缩场静区边缘较高交叉极化的滤除，根据单反射面紧缩场结构紧凑、制造相对容易的特点，能提升静区准平面波的幅相平坦度和极化纯度，有利于提高天线或RCS的测试精度。
首先，通过单反射面紧缩场子系统，形成等幅等相的准平面波静区，通常反射面边缘锯齿或卷曲处理以控制边缘绕射对静区的干扰，提升改善静区场的平坦度；
其次，通过极化栅子系统，设置极化栅的选通状态，对传播进入静区前的场进行交叉极化过滤反射处理，提升静区场的极化纯度；
再次，通常单反射面紧缩场的反射面和极化栅为超宽带结构，若系统工作频率变化超过了标准带宽，更换合适的馈源以保持对紧缩场反射面的最佳照射。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：
(1)本实用新型提升了单反射面紧缩场系统的极化纯度，单一偏馈照射反射面在静区边缘引起的较高交叉极化分量被有效滤除，极化栅在工程意义上可改善提升的极化隔离度至少能超过30dB。
(2)本实用新型的单反射面紧缩场和极化栅，便于系统制造公差容许和精度保证，工程实现性更高。
(3)本实用新型中单反射面紧缩场的焦距短于多反射面系统的焦距，馈源空间衰减相对较小有利于改善THz测量系统的动态范围，且单反射面紧缩场静区纵向位置距离反射器的口面更近也有利于抑制边缘绕射。
附图说明
图1是高交叉极化隔离单反射面紧缩场的全系统布局图；
图2是置于静区前的极化栅及局部特写；
图3是极化栅丝线存在多种误差(丝线半径、丝线间距与栅线平面度)的局部特写；
图4是单反射面紧缩场的静区中心水平线主极化幅度分布；
图5是单反射面紧缩场的静区中心水平线主极化相位分布；
图6是单反射面紧缩场的静区中心水平线交叉极化幅度分布；
图7是单反射面紧缩场的静区中心竖直线主极化幅度分布；
图8是单反射面紧缩场的静区中心竖直线主极化相位分布；
图9是单反射面紧缩场的静区中心竖直线交叉极化幅度分布。
图中附图标记含义为：
图1中：1为单反射面紧缩场的卷边反射面，2为馈源，3为极化栅，4为紧缩场的静区。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例进一步说明本实用新型。
本实用新型涉及一种高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置，该紧缩场主要由单反射面紧缩场的反射面、馈源、极化栅、馈源极化状态控制器、极化栅极化状态控制器。馈源照射单反射面紧缩场的精密旋转抛物面，将球面波前准直校正为平面波。在单反射面紧缩场的平面波静区前布置极化栅，对静区场进行极化滤除或选通，其中馈源及极化栅的极化状态由各自控制器控制。该实用新型的单反射面紧缩场装置并不要求安装于微波暗室或暗箱内，尤其是在THz波段。
其中，所述的单反射面紧缩场，为馈源偏馈照射的单旋转抛物面结构，采用虚顶点设计来避免馈源对射线的遮挡，通过抛物面的几何光学意义上的等波程准直校正，能在较宽的频带范围内形成等幅等相的准平面波场。
其中，单反射面紧缩场反射面的边缘通常特殊处理，物理光学意义上抑制边缘绕射对静区的干扰，不局限于锯齿边缘或卷曲边缘，理论上卷曲边缘处理能产生质量更好的全频段静区特性，特别能提升口径小于10倍波长的电小化紧缩场的性能。
其中，所述的极化栅选通系统，极化栅丝线的线径和线间距为远小于最小工作波长的亚波长结构，能够在较宽频带内宽带工作，极化状态的更换不局限于电动或手动控制实现。
其中，所述的极化栅选通系统，位于馈源之后静区之前，保持不对馈源直接照射的反射面的遮挡，并滤除进入静区之前的交叉极化分量。
其中，所述的单反射面紧缩场的静区是等幅等相的准平面波场区，并通过极化栅选通形成极低的交叉极化电平，用以精密测量天线或其他待测设备。
其中，所述的单反射面紧缩场系统，推荐但不局限安装于微波暗室或暗箱环境内，形成更为理想的电磁环境。
本实用新型的一个优选实施例：
如图1所示的高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置的全系统布局示意图，反射面尺寸：1000mm×1000m，焦距1000mm，虚顶点抬高52mm以避免馈源对静区遮挡，反射面边缘采用卷曲处理以抑制边缘绕射对静区的影响，边缘实体比例控制在5:5。静区距反射面下沿顶点的距离为1500mm。在频率40GHz～240GHz范围内，采用多层快速多极子算法分析计算口径的近场辐射静区场，如图4～图9所示的静区中心水平线和竖直线上的幅度(dB)、相位(度)和交叉极化分布。依据行业要求典型静区指标，该实例能工作的更低频率可扩展至3GHz，理论设计上能保证高频工作可远远高于240GHz，实际性能要求的反射器RMS精度优于1/100最短波长，依赖于精密机械设计和制造能力，如型面RMS精度优于6微米，最高工作频率即可达500GHz。
如图1所示的，单反射面紧缩场的馈源2发出的球面波，经作为准直反射器的单反射面紧缩场的卷边反射面1校正为等幅等相的平面波前，但为了解决馈源遮挡，采用偏馈布局，引入了交叉极化，如图6和图9所示，尤其图6终在静区水平线的边缘(+250mm处)的交叉极化仅比主极化约低了22dB。图1中静区前沿处安置极化栅3，在单反射面紧缩场的静区4中选通主极化分量和滤除交叉极化分量。
如图2所示的极化栅，极化栅丝线缠绕安装定位固定于边框上。实例中栅丝线直径25微米，线间距50微米，实际中的丝线直径存在+5％的随机制造公差，线间距存在+10％的随机制造公差，安装边框平面度存在10微米的非理想随机偏差，如图3所示。在50GHz～500GHz范围内极化栅的通过极化分量的插损与反射极化分量的隔离，如表1所示。
表1 极化栅的通过极化分量的插损与反射极化分量的隔离表
本实用新型实例给出的高交叉极化隔离的单反射面紧缩场装置，工作频率可覆盖3GHz～500GHz，极化栅网引入的通过极化分量的插入损耗小于0.2dB，引入的反射极化分量的隔离度提升大于30dB，能将单反射面紧缩场边缘处的交叉极化改善远优于52dB。
本实用新型未详细阐述的部分属于本领域公知技术。