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1、紧缩场超高频(UHF)天线测试方法的研究张晓平(北京空间飞行器总体设计部,北京100094)摘要针对CCR120/100紧缩场超高频(UHF)天线测试的问题,根据紧缩场的现有条件,给出了利用紧缩场进行UHF天线辐射特性测试的方法,以及进一步提高测试精度的方法,以满足卫星UHF频段天线辐射特性测试的需求。关键词紧缩场UHF频段天线测试方法研究中图分类号:V443.5;V55文献标识码:A文章编号:167328748(2008)0220063206StudyonUHFAntennaTestMethodsinCompensatedCompactRangeZHAN
2、GXiaoping(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering,Beijing100094,China)Abstract:AimingatontheproblemsofUHFbandantennaradiationperformancetestinCompen2satedCompactRange(CCR),howtouseCCR’stestfacility,equipmentsandCCR’slargercham2bertocarryouttheUHFbandantennatestandhowtoimprov
3、etheUHFbandantennameasure2mentaccuracytosatisfiedtheperformancetestrequirements,thispaperdescribedthesolvingmethods.Keywords:CompensatedCompactRange(CCR);UHFband;antenna;testmethods;study决于反射面的表面精度。由于CCR120/100紧缩场反射面的表面精度为10μm～15μm,按照λ/100计算,紧缩场应具有200GHz～300GHz的高频测试潜力。国外利用CCR75/60
4、紧缩场成功地进行了180GHz微波对地遥感天线及500GHz深空探测天线的测试,而CCR75/60紧缩场的反射面表面精度为15μm～20μm,由此可见,CCR120/100紧缩场的高频测试潜力是很大的[1]。但是由于反射面的尺寸和反射面边缘锯齿的长度是有限的,必然限制其低频的测试频率。另外考虑到紧缩场有限的暗室尺寸和吸波材料高度的尺寸限制,紧缩场UHF低频的测试必然受到限制。CCR120/100紧缩场主反射面尺寸为宽12m、高10m,副反射面尺寸为宽9m、高816m,主、副反射面边缘锯齿长1175m,可进行1GHz以上频段的天前言1由于紧缩场反射面尺寸、反
5、射面边缘锯齿长度、暗室大小及吸波材料高度的尺寸限制,在紧缩场不能保证超高频(UHF)天线辐射特性测试的需求。本文通过一系列的理论分析和试验方法研究,给出了利用紧缩场进行UHF天线辐射特性测试的方法,以及进一步提高测试精度的方法,对拓展紧缩场的应用范围具有比较重要的意义及应用价值。2紧缩场的工作频率限制问题紧缩场低频段测试频率取决于反射面的尺寸和反射面边缘锯齿的长度。紧缩场高频段测试频率取收稿日期:2006211227;修回日期:2007212220线辐射特性测试,测试静区为Φ8m×12m,无法进行UHF低频段天线辐射特性的测试。要保证紧缩场的测试性能,要求
6、主、副反射面的尺寸至少为15λ～20λ,主、副反射面边缘锯齿的长度至少为3λ～5λ,由于主、副反射面边缘锯齿的长度比较长,还可扩展使用到800MHz的天线辐射特性测试,但低于800MHz的UHF低频段紧缩场天线辐射特性测试性能将明显下降,因此如何扩展紧缩场UHF低频段的测试频率范围,更有效地利用紧缩场进行UHF低频段的天线辐射特性测试是一个十分重要的问题,因为卫星天线UHF频段的测控和UHF频段的通信仍是许多卫星普遍选用的工作频段,而UHF频段天线尤其是大口径UHF频段天线的测试问题仍是十分重要的测试内容。图2馈源交叉极化幅度方向图Fig.2Feedcro
7、ss2polaramplitudepattern算的结果:300MHz静区平面波主极化幅度分布如图3所示,图中r为静区内到静区的距离;数据处理后的300MHz静区平面波主极化幅度锥度分布如图4所示;数据处理后的300MHz静区平面波主极化幅度起伏分布如图5所示。3利用通用反射面天线仿真软件包(GRASP8)进行仿真计算的结果应用通用反射面天线仿真软件包(GRASP8),将几何光学与几何绕射理论相结合、物理光学与物理绕射理论相结合的计算方法,计算紧缩场双反射面系统(包括馈源、主副反射面及主副反射面边缘锯齿,边缘锯齿的形状为余弦分布,所形成的平面波在Ф8m静区
8、内的主极化幅度和相位分布,交叉极化鉴别度(XPD))结果。应用差分
