緊縮場測量技術是為解決室外遠場測量遇到的對準困難、保密性差、測量對氣候條件要求高等問題而提出的一種測量方式。
由於遠場天線測量的條件是要使天線表面的最大相位差達到22.5°，即要使待測天線的最小距離大於臨界值。這個距離隨著天線運行頻率的上升而不斷增大。緊縮場測量技術就是在這個背景下提出來的一個應對高頻天線測量的解決方案。
基本介紹
- 中文名：緊縮場天線測量技術
- 外文名：Compact Antenna Test Range
- 特點：待測天線與發射天線距離小
- 分類：天線測量技術
- 優點：精確、誤差小
由於遠場天線測量的條件是要使天線表面的最大相位差達到22.5°，即要使待測天線的最小距離大於
這個臨界值。這個距離隨著天線運行頻率的上升而不斷增大。緊縮場測量技術就是在這個背景下提出來的一個應對高頻天線測量的解決方案。
簡介：
緊縮場的基本原理是：使待測天線和發射天線之間的距離減小，從而使測量系統變得緊縮起來。反射面緊縮場天線測量系統的原理圖如下圖1
圖1
在緊縮場系統中，我們認為饋源出射的波是球面波，球面波經過一個或多個發射面鏡的發射和轉換後，將形成符合天線源場測量的類似與平面波的出射場，我們稱之為偽平面波。在實際環境中，絕對意義上的平面波是不存在的，通過球面波的遠距離傳輸或者反射鏡轉換來無限逼近平面波是遠場測試的宗旨，也是偽平面波的定義來源。
緊縮場的指標
傳統上，學術界普遍接受的緊縮場的評判指標有以下五項：
■設計加工難度；
■運行頻頻寬度；
■靜區質量；
■高緊縮性；
■交叉極化隔離度。
其中設計加工難度指的是緊縮場在研究設計和加工生產中遇到的難度。按照不同類型來分，緊縮場的加工設計難度是不同的。比如透鏡型緊縮場有著中等的設計難度，但卻有著較大的製造難度；而全息型緊縮場有著較大的設計難度，加工製造起來卻是很方便的。相對前兩種緊縮場而言，反射面緊縮場的設計難度和製造加工難度屬於中等水平。
在反射鏡緊縮場中，實際運行的頻頻寬度還將最終系統中的饋源、反射鏡面的加工誤差等因素的影響。因此在設計方案中能達到的寬度需要儘量的寬。現在比較常見的單眼射鏡緊縮場的運行寬度可以達到。
靜區的質量包括兩個方面：靜區擾動和靜區的利用率。在理想的遠場天線測試中，測試天線接收的偽平面波，雖然不是理想形式的的平面波，但對於波前的擾動也有一定的限制範圍。在緊縮場中，靜區的擾動也有著嚴格的範圍控制。靜區的擾動包括靜區幅度的變化值和相位的變化值。
在緊縮場中，靜區的大小是反應緊縮場性能優劣的一個重要指標。要增大靜區的尺寸，可以通過兩種方式，一是通過增加鏡面的大小來提高原有靜區的尺寸；二是通過調高靜區的利用率來在原有鏡面的基礎上增大靜區的大小。靜區的利用率指的是出射場靜區的半徑和反射鏡面半徑的比值。這裡反射鏡面的半徑指的是緊縮場系統中最終出射場鏡面的尺寸。在相同鏡面的情況下，增大靜區利用率，不僅能夠將鏡面加工的誤差控制在很小的範圍內，還能起到增加靜區尺寸，提高緊縮場利用率的效果。
現在常用的方式有單眼射鏡緊縮場、雙反射鏡緊縮場和三反射鏡緊縮場方式。
單眼射鏡面緊縮場是通過一塊反射鏡面將饋源發射出來的出射波進行聚焦，從而在接收平面上形成平面波的形式。單眼射鏡緊縮場的實例圖和原理圖如下圖2所示。
圖2
傳統意義上的雙反射鏡緊縮場系統是卡塞格倫形式的雙鏡系統。卡塞格倫雙反射鏡緊縮場系統是由一個饋源、一個雙曲面副反射鏡和一個旋轉拋物面主反射鏡組成。
圖3
三反射鏡緊縮場系統指的是用一個標準面主鏡，和兩個賦形面的副反射鏡組成的反射面緊縮場系統。與之前的單眼射鏡和雙反射鏡緊縮場系統相比，三反射鏡緊縮場可以達到很高的靜區利用率，並且通過設計兩塊尺寸較小的賦形鏡面來降低反射鏡系統的製造成本。三反射鏡緊縮場的主鏡一般採用的是球面、旋轉拋物面等等的標準曲面。從饋源發射出來的電磁波經過兩塊賦形鏡的聚焦變換並發射後，照射到主反射鏡上，並反射出期望的出射場。按照反射鏡兩兩之間波束聚焦與否，三反射鏡緊縮場可以分為以下四種：雙卡塞格倫三反射鏡緊縮場、卡塞格倫格里高利三反射鏡緊縮場、雙格里高利三反射鏡緊縮場、格里高利卡塞格倫三反射鏡緊縮場，具體如下圖4所示：
圖4
