【摘 要】
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随着电磁技术的应用不断向高频段扩展,对材料反射率、结构散射基本电磁特性的测试需求也随之而来。在Ka以及更低频段上广泛应用的弓形法,也需要向W波段及以上的频段扩展。低频段内弓形法照射控制的思路是通过控制待测样品尺寸,尽量满足远场条件。随着频段升高,远场条件难以满足,并且低频段经典的小口径天线由于波束发散会使环境干扰增大,导致传统照射方式已不再适合在高频段上应用。因此,本文从原理和实现方法的角度探讨适
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随着电磁技术的应用不断向高频段扩展,对材料反射率、结构散射基本电磁特性的测试需求也随之而来。在Ka以及更低频段上广泛应用的弓形法,也需要向W波段及以上的频段扩展。低频段内弓形法照射控制的思路是通过控制待测样品尺寸,尽量满足远场条件。随着频段升高,远场条件难以满足,并且低频段经典的小口径天线由于波束发散会使环境干扰增大,导致传统照射方式已不再适合在高频段上应用。因此,本文从原理和实现方法的角度探讨适用于高频段的近场照射天线设计技术。本课题的主要研究内容及贡献如下:1、在弓形法反射率测量中,经典弓形法采用的小口径天线无法满足高频段的测试需求。针对这一问题,本文基于W波段的电磁反射率的测定,对高频段的照射控制方法进行探讨,确定了在目标区形成高斯基模束腰场的聚束设计思路,从而在原理上保证测量精度。然后基于高斯波束理论和准光技术,以常见的圆锥喇叭馈源为基础,将主反射镜与平板反射镜构成折叠光路,实现了紧凑的准光近场照射天线原型设计。并在微波黑体双站散射测量中成功应用。其中,本文引入的折叠光路可以有效降低天线尺寸,为实际的安装提供便利。2、准光天线的原型设计中聚焦场与理想情况存在差距。针对该问题,进一步对近场照射天线设计的改进进行探讨:通过引入圆锥波纹喇叭馈源,并对参数优化,从等效高斯基模含量、束腰尺寸、聚焦场近区副瓣等角度考察聚焦场,提升了天线整体的宽频性能,有效解决了高频处的副瓣问题。3、最后通过对比优化前后的设计,总结了影响反射率精度的主要因素。即控制好聚焦,避免边缘效应,低成本的馈源也可以基本满足反射率测量的精度要求,这一结论为该类型天线在工程应用中的指标设计与具体实施提供了理论参考。
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