摘 要：本文在大量的矩形开口波导探头测量数据的基础之上，结合现代数值仿真技术，分析并给出了由于法兰上贴附的吸波材料导致的探头远场增益及辐射方向图的变化规律及其量值；提出了抑制法兰和吸波材料影响的改进措施，并建议将探头与吸波材料作为统一整体进行校准和使用。
　　关键词：矩形开口波导；校准；数值仿真
　　中图分类号：TM25 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0279-01
　　1 简 介
　　平面近场测量需要进行探头补偿修正，探头自身特性参数的准确性将直接影响到测量系统的精度。本文分析了由于法兰贴附的吸波材料而导致的探头远场增益及辐射方向图的变化趋势及其量值，并针对探头设计和使用提出了改进措施，对于探头校准及特性补偿修正来说具有重要参考价值。
　　2 吸波材料对矩形开口波导探头远场特性的影响
　　在实际使用的时候，通常在探头的法兰部分贴附吸波材料，以抑制法兰的表面电流对探头远场特性的影响。图1给出了在频率为15GHz时用WR187型矩形开口波导探头作接收探头，法兰部分贴附吸波材料前后的时域信号波形图。从图中可以看到，不加吸波材料时，主信号经过法兰面反射，在探头的终端口面处再次被接收，从而形成了第二个峰值。在法兰面上贴附吸波材料后，相比于未贴吸波材料时，反射信号的幅度被抑制了15dB，但这部分残余反射信号同样会对探头的远场特性产生影响。
　　2.1 对增益的影响
　　从图2中可以看出，在Ku波段，相比于探头自身物理结构导致的起伏，由吸波材料所导致的增益起伏的峰峰值约为0.4dB。在平面近场测量系统中，当使用数值仿真的结果进行探头增益补偿时，这种增益起伏现象就会直接影响到测量结果的精度。此外，如果采用近似公式的理论估算值进行探头补偿修正，由于公式本身精度的问题，则会导致更大的测量误差。
　　2.2 对辐射方向图的影响
　　从图3中可以看到，在探头的3dB角范围内，由吸波材料导致的幅度的起伏在0.1dB以内，随着角度的增加，起伏程度变大，在大于70°范围内的某些角度上，起伏可达2dB之多。
　　3 可能的优化措施及建议
　　为了抑制吸波材料对探头远场特性的影响，在探头的设计和使用方面可能的改进措施有：在保证探头安装强度的前提下，尽量减小法兰尺寸（主要是E场方向），适当延长探头的长度，增加吸波材料与探头口面的相对距离，并合理控制吸波材料的尺寸，让其对探头的方向图和增益的影响减小到最小。此外，可以考虑制定相关标准，使得探頭和吸波材料的规格尺寸、特性保持统一，并将探头和吸波材料作为一个整体进行校准，同时应尽量保持探头法兰所贴附的吸波材料在校准状态和使用状态一致性。
　　4 结 论
　　（1）在最优布置的情况下，法兰贴附的吸波材料仍然会导致探头在Ku波段的远场增益产生0.4dB的起伏；在探头的3dB角范围内，由吸波材料导致的幅度的起伏在0.1dB以内，在大于70°范围内的某些角度上，幅度起伏超过2dB。
　　（2）为了减小法兰及吸波材料的影响，应当尽量减小法兰E面方向面积，合理控制吸波材料尺寸并尽量增加其与探头口面的间距，同时将吸波材料与探头作为一个整体进行校准和使用。
　　参考文献
　　[1]陈代兵.开口波导有效接收面积的测量.中国工程物理研究院.
　　[2]张立刚，等.矩形开口波导天线特性的数值模拟.强激光与粒子束.
　　[3]毛乃宏，俱新德.天线测量手册.国防工业出版社.
　　收稿日期：2018-10-13
　　作者简介：刘 璇（1987-），女，汉族，安徽宿州人，助理工程师，在读硕士，研究方向为电磁兼容。