本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于無線性能參數(shù)測(cè)量的微波暗室。

背景技術(shù)：

微波暗室又稱為無回波室、無反射室或吸波暗室(以下簡稱暗室)，是在電磁屏蔽室的內(nèi)壁(墻壁、地板、天棚等)鋪設(shè)吸波材料，有效地吸收入射到這些地方的電磁波，減小或消除反射和散射，從而形成天線測(cè)量所需要的自由空間條件。微波暗室廣泛應(yīng)用于天線參數(shù)測(cè)量以及電磁波繞射、散射及輻射特性測(cè)量的理想場所。微波暗室最基本的功能是提供一個(gè)穩(wěn)定可控的、滿足測(cè)量所需的電磁信號(hào)環(huán)境。根據(jù)吸波材料安裝方式的不同，微波暗室分為全波暗室、半波暗室兩種。全波暗室內(nèi)部所有表面都覆有吸波材料，用于模擬自由空間條件；半波暗室內(nèi)部側(cè)壁和頂部表面覆有吸波材料，地面為電波反射面，用于模擬開闊測(cè)試場地。

暗室所用的吸波材料幾乎都是錐體，且大多為角錐型，典型的角錐型吸波材料如圖1所示，包括基座和上部的周期性角錐。電磁波入射至吸波材料時(shí)，在電磁波的入射面或界面都會(huì)發(fā)生反射、投射(折射)和吸收。吸波材料的性能直接影響暗室內(nèi)部的反射情況。為了降低暗室內(nèi)部反射，現(xiàn)有技術(shù)中通常的做法是優(yōu)化吸波材料的吸收效能，具體方法主要包括四種：(1)增加吸波劑的添加量；(2)增加錐體或平板的高度；(3)暗室不同區(qū)域鋪設(shè)不同性能的吸波材料；(4)減小天線輻射到暗室主要反射區(qū)吸波材料的入射角度。對(duì)于第(1)種方法而言，一般情況下，隨著吸波劑體積百分?jǐn)?shù)的增加，吸波效能呈現(xiàn)增加的態(tài)勢(shì)，但吸波劑的增加是有極限的，對(duì)導(dǎo)電材料來說(以炭粉為例)，它的極限不超過所要求的最低頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度，此外，還要考慮發(fā)泡倍數(shù)的影響。對(duì)于第(2)種方法而言，一般來說，錐體的高度與頻寬和吸收效能是成正比的，隨著高度增加，通常頻寬有向低頻段擴(kuò)展的趨勢(shì)，其吸收效果也相對(duì)較高，但為了達(dá)到這一點(diǎn)，還需降低炭粉含量或使含碳量呈階梯分布。以上兩種方法對(duì)吸波效能的改善效果有限，且會(huì)增加吸波體的重量和/或高度，同時(shí)也增加了成本。并且，對(duì)于較小的暗室而言，內(nèi)部空間有限，無法使用較高的吸波材料。對(duì)于第(3)種方法而言，一般在暗室后墻鋪設(shè)最高性能的吸波材料(一般來說即高度最高)，在暗室地面、屋頂及兩個(gè)側(cè)墻鋪設(shè)較高性能的吸波材料，前墻鋪設(shè)較差性能的吸波材料，由于吸波材料價(jià)格昂貴，這種做法仍然會(huì)極大的增大成本，并且對(duì)于較小的暗室而言，內(nèi)部空間有限，無法使用較高的吸波材料。對(duì)于第(4)種方法，由于角錐型吸波材料對(duì)正入射電磁波的吸收性能最佳，而隨著入射角度的增大，吸收性能逐漸惡化，常用解決方法是增大暗室尺寸使得某些主要反射區(qū)的入射角度減小，從而減小反射，或者設(shè)計(jì)異型吸波材料，使椎體頂部正對(duì)入射來波的方向，如CN 104005483B中公開的用于改善微波暗室靜區(qū)性能的模塊化介質(zhì)柵欄。這種解決方法同樣會(huì)增加暗室制造成本。

現(xiàn)有暗室中，吸波材料的放置方向未作特殊設(shè)計(jì)，通常以方便安裝、減少浪費(fèi)、美觀為準(zhǔn)則。以典型的矩形暗室為例，如圖4a所示，為了便于安裝，吸波材料是以類似“砌磚”的方式安裝于暗室內(nèi)壁。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微波暗室，僅通過改變吸波材料的布局方式大幅降低暗室內(nèi)部的反射噪聲，提供一個(gè)純凈的測(cè)量環(huán)境，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型第一方面實(shí)施例提出了一種技術(shù)方案：

一種微波暗室，包括電磁屏蔽室、安裝于所述電磁屏蔽室內(nèi)壁的吸波材料及測(cè)量天線，所述吸波材料至少上部為周期性角錐，其特征在于，所述微波暗室中至少位于非垂直入射的主反射區(qū)的吸波材料的角錐的棱邊朝向主要來波方向。

進(jìn)一步，所述微波暗室中至少位于非垂直入射的主反射區(qū)的吸波材料的角錐的棱邊正對(duì)主要來波方向。

進(jìn)一步，所述微波暗室中測(cè)量天線周圍的吸波材料的角錐的棱邊朝向主要來波方向。

進(jìn)一步，所述微波暗室中測(cè)量天線周圍的吸波材料的角錐的棱邊正對(duì)主要來波方向。

進(jìn)一步，所述微波暗室中測(cè)量天線周圍的吸波材料的角錐的棱邊朝向臨近測(cè)量天線的方向。

進(jìn)一步，所述微波暗室中測(cè)量天線周圍的吸波材料的角錐的棱邊正對(duì)臨近測(cè)量天線的方向。

本實(shí)用新型第二方面實(shí)施例提出了一種技術(shù)方案：

一種微波暗室，包括電磁屏蔽室、安裝于所述電磁屏蔽室內(nèi)壁的吸波材料及測(cè)量天線，所述吸波材料至少上部為周期性角錐，其特征在于，所述測(cè)量天線至少部分置于吸波材料中，所述測(cè)量天線的中心軸與所述吸波材料其中一個(gè)角錐的中心軸重合。

本實(shí)用新型通過一種簡單，易操作，低成本的方式，在不改變暗室結(jié)構(gòu)或吸波材料高度的情況下，僅僅通過改變吸波材料的布局就可以極大程度降低暗室反射，創(chuàng)造一個(gè)更純凈的測(cè)量環(huán)境，提高測(cè)量精度。

附圖說明

本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為一種典型的吸波材料示意圖；

圖2為矩形暗室中主反射區(qū)示意圖，圖中未示出吸波材料；

圖3為矩形暗室中非垂直入射的主反射區(qū)示意圖，圖中未示出吸波材料；

圖4a為現(xiàn)有的矩形暗室中吸波材料的布局示意圖；

圖4b為現(xiàn)有的矩形暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波到達(dá)非垂直入射的主反射區(qū)時(shí)的入射示意圖，圖中僅示出部分吸波材料；

圖4c為現(xiàn)有的矩形暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波到達(dá)非垂直入射的主反射區(qū)時(shí)的局部入射示意圖；

圖5a為本實(shí)用新型實(shí)施例1暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波到達(dá)非垂直入射的主反射區(qū)時(shí)的入射示意圖，圖中僅示出部分吸波材料；

圖5b為本實(shí)用新型實(shí)施例1暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波到達(dá)非垂直入射的主反射區(qū)時(shí)的局部入射示意圖；

圖5c為本實(shí)用新型實(shí)施例1暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波到達(dá)非垂直入射的主反射區(qū)時(shí)一種角度的局部入射俯視圖；

圖5d為本實(shí)用新型實(shí)施例1暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波到達(dá)非垂直入射的主反射區(qū)時(shí)另一種角度的局部入射俯視圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1的一種吸波材料布局方式示意圖；

圖7為一種圓柱形多探頭暗室的外觀示意圖；

圖8為現(xiàn)有的圓柱形多探頭暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局示意圖；

圖9a為本實(shí)用新型實(shí)施例2暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局示意圖；

圖9b為本實(shí)用新型實(shí)施例2暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局局部示意圖；

圖10a為本實(shí)用新型實(shí)施例3暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局示意圖；

圖10b為本實(shí)用新型實(shí)施例3暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局俯視圖；

圖11a為現(xiàn)有的暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局示意圖；

圖11b為現(xiàn)有的暗室中測(cè)量天線周圍吸波材料的布局俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本實(shí)用新型的微波暗室(以下簡稱“暗室”)包括電磁屏蔽室、安裝于所述電磁屏蔽室內(nèi)壁的吸波材料及測(cè)量天線，所述吸波材料至少上部為周期性角錐，參閱圖1，目前暗室中所用的吸波材料幾乎為這類角錐型吸波材料，包括基座和上部的周期性角錐。眾所周知，暗室內(nèi)存在主反射區(qū)和次反射區(qū)，決定暗室中反射噪音的主要是主反射區(qū)的反射情況。通常來說，可認(rèn)為暗室中測(cè)量天線發(fā)射的電磁波經(jīng)過一次反射能到達(dá)測(cè)量靜區(qū)的反射區(qū)域?yàn)橹鞣瓷鋮^(qū)，現(xiàn)有技術(shù)中可采用射線追蹤法確定暗室中的主反射區(qū)，或通過菲涅爾原理確定暗室在各個(gè)反射面的主反射區(qū)。但由于不同暗室的反射特性各不相同，在確定主反射區(qū)時(shí)，根據(jù)暗室的具體情況，有時(shí)也需要考慮二次反射甚至三次反射。

矩形暗室是最常見的形狀簡單、用途廣泛的暗室。參閱圖2，矩形暗室包括6個(gè)面：測(cè)量天線101所在的頂面，測(cè)量天線對(duì)面靠近測(cè)量區(qū)域102的底面及4個(gè)側(cè)面，一般來說，矩形暗室中的主反射區(qū)包括4個(gè)側(cè)面上的第一主反射區(qū)201(圖2中僅示出2個(gè)側(cè)面上的第一主反射區(qū)201，通過現(xiàn)有技術(shù)可以很容易得知其余2個(gè)側(cè)面上第一主反射區(qū)的位置)及底面上的第二主反射區(qū)202。其中，第二主反射區(qū)202為垂直入射的主反射區(qū)，即測(cè)量天線發(fā)射的電磁波在該區(qū)域的入射角為90度；第一主反射區(qū)201為非垂直入射的主反射區(qū)，即測(cè)量天線發(fā)射的電磁波在該區(qū)域的入射角不為90度，如圖3所示。

現(xiàn)有的矩形暗室中，吸波材料的放置方向未作特殊設(shè)計(jì)，通常以方便安裝、減少浪費(fèi)、美觀為準(zhǔn)則。如圖4a所示，為了便于安裝，吸波材料是以類似“砌磚”的方式安裝于暗室內(nèi)壁。這種情況下，測(cè)量天線101發(fā)射的電磁波到達(dá)位于非垂直入射的主反射區(qū)即第一主反射區(qū)201的吸波材料時(shí)，如圖4b及圖4c所示，電磁波在吸波材料的上部角錐的側(cè)平面上入射，根據(jù)電磁波傳播特性，當(dāng)入射界面為平面時(shí)，入射界面的兩種介質(zhì)阻抗劇烈變化，電磁波反射較強(qiáng)。

本實(shí)用新型實(shí)施例1中，暗室中至少位于非垂直入射的主反射區(qū)的吸波材料的角錐的棱邊朝向主要來波方向。具體而言，參閱圖5a-5d，暗室的第一主反射區(qū)201即非垂直入射的主反射區(qū)，主要來波方向即測(cè)量天線101到第一主反射區(qū)201的方向。所述“位于非垂直入射的主反射區(qū)的吸波材料的角錐的棱邊朝向主要來波方向”理解為測(cè)量天線101發(fā)射至第一主反射區(qū)201的電磁波先到達(dá)位于第一主反射區(qū)201的吸波材料的角錐的棱邊。其中，圖5d所示為一種更優(yōu)的實(shí)施方式，即所述棱邊正對(duì)主要來波方向，“正對(duì)”理解為主要來波方向和棱邊相鄰的兩個(gè)平面之間的夾角α相等。根據(jù)電磁波傳播特性，當(dāng)入射界面為棱角時(shí)，入射界面的兩種介質(zhì)阻抗相較于平面而言為漸變，在理想情況下可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，從而極大程度地減小了電磁波的反射，其中“正對(duì)”相較于“朝向”而言，阻抗變化更為平緩，因此反射更小。

另一方面，參閱圖5a，本實(shí)用新型實(shí)施例1中，暗室中位于測(cè)量天線101周圍的第三區(qū)域203的吸波材料的角錐的棱邊朝向或正對(duì)(圖5a中所示為“正對(duì)”的情況)主要來波方向，主要來波方向即測(cè)量天線101到4個(gè)側(cè)面上的第一主反射區(qū)201的方向。此布局可以減少到達(dá)第一主反射區(qū)201的電磁波，也可認(rèn)為是減小了測(cè)量天線101的波束寬度。

圖5a中吸波材料的上述特殊布局僅針對(duì)第一主反射區(qū)201及第三區(qū)域203，其他區(qū)域的吸波材料可保留傳統(tǒng)布局方式，或者，為了便于吸波材料的安裝、減少吸波材料的浪費(fèi)，可將暗室中所有的吸波材料按第一主反射區(qū)201及第三區(qū)域203中吸波材料的布局方式進(jìn)行統(tǒng)一布局，如圖6所示，可認(rèn)為是將傳統(tǒng)暗室中的吸波材料(如圖4a所示)沿著各安裝面的法線轉(zhuǎn)動(dòng)了45度。仿真結(jié)果及實(shí)際測(cè)量結(jié)果均顯示，在同樣的暗室環(huán)境中，圖5a所示的暗室和圖6所示的暗室的內(nèi)部反射噪聲均小于圖4a所示的暗室。

對(duì)于另外一種圓柱形多探頭暗室而言，如圖7所示為這類暗室的一種外觀示意圖。對(duì)于多探頭暗室而言，尤其是小型的多探頭暗室，由于存在多個(gè)測(cè)量天線，測(cè)量天線之間的反射是暗室中一個(gè)極大的噪聲來源，現(xiàn)有的此類暗室中測(cè)量天線101周圍的吸波材料布局如圖8所示。本實(shí)用新型實(shí)施例2中，如圖9a-9b所示，位于暗室中測(cè)量天線101周圍的第四區(qū)域204的吸波材料的角錐的棱邊朝向或正對(duì)(圖9a-9b中所示為“正對(duì)”的情況)臨近測(cè)量天線101的方向，可認(rèn)為是將傳統(tǒng)暗室中的吸波材料(如圖8所示)沿著各安裝面的法線轉(zhuǎn)動(dòng)了45度，此種吸波材料布局可以有效的減少臨近測(cè)量天線之間的反射噪聲。

值得注意的是，在多探頭暗室中，實(shí)施例1和實(shí)施例2中所述的吸波材料的不同布局方式應(yīng)盡量兼顧，如難以兼顧則根據(jù)暗室中不同區(qū)域的具體反射強(qiáng)度進(jìn)行選擇。

另一方面，參閱圖10a-10b，實(shí)施例3中，測(cè)量天線101至少部分置于吸波材料中，測(cè)量天線101的中心軸與所述吸波材料其中一個(gè)角錐301的中心軸重合。需要說明的是，角錐301是一個(gè)虛擬角錐，實(shí)際安裝吸波材料時(shí)角錐301的至少部分去除用于放置天線。實(shí)施例3的布局方式可使測(cè)量天線101發(fā)射的電磁波在各個(gè)方向上都能在一定程度上被周圍的吸波材料吸收。如圖11a-11b所示是現(xiàn)有暗室中測(cè)量天線101的安裝位置：測(cè)量天線101的中心軸位于吸波材料臨近角錐之間的“十”字連接處401。這一布局的缺點(diǎn)是測(cè)量天線101發(fā)射的電磁波在“十”字連接處401的“十”字的4個(gè)方向上無吸波材料遮擋，從而在這4個(gè)方向可能存在嚴(yán)重的輻射，進(jìn)而產(chǎn)生測(cè)量噪音，尤其是對(duì)于交叉極化測(cè)量天線而言，若“十”字的4個(gè)方向正好與測(cè)量天線的極化方向相同，輻射會(huì)更強(qiáng)。

上述實(shí)施例僅列舉了常用的兩類暗室進(jìn)行說明，本實(shí)用新型同樣適用于其他類型的暗室如錐形暗室、半圓形暗室、丁字形暗室、復(fù)合形暗室等。上述實(shí)施例中所述的測(cè)量天線可以是任一類型的測(cè)量天線，如單極化天線、交叉極化天線、圓極化天線等等。附圖中的吸波材料的數(shù)量及高度僅是示意作用，并非實(shí)際鋪設(shè)數(shù)目及高度比例。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。