一种基于天线激励的吸波材料行波抑制性能测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于天线激励的吸波材料行波抑制性能测试装置，包括行波产生平台装置、超宽带喇叭天线、电流测试探头、信号能量传输系统、矢量网络分析仪和吸波材料；行波产生平台装置采用固定平台结构，包括支撑平台、矩形金属平板、玻璃钢平板和吸波材料；矩形金属矩形板平放固定在支撑平台上，并加有玻璃钢平板，在矩形金属平板四周覆盖上吸波材料；所述矢量网络分析仪经过微波电缆、功率放大器和超宽带喇叭天线的馈电结构连接；电流测试探头经过功率放大器和微波电缆与矢量网络分析仪相连。本实用新型专利技术减小了反射的杂波以及金属板边缘表面波对测试结果的影响；提高了信噪比；对空载响应校准，然后对非空载测试，得到材料对行波的抑制效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁测试
，特别是微波、毫米波材料行波抑制测试

技术介绍
随着现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展，极大地增强了战争中搜索和跟踪目标的能力，传统的飞行器所受到的威胁越来越严重。对战机而言，隐身能力的高低已成为提高生存能力，获取不对称作战优势的必不可少的重要手段。当电磁波掠入射到导体表面时，由于存在切向电场分量会在导体表面激励起表面电流形成表面行波，当表面电流遇到不连续处时，会向各个方向产生辐射，其中一部分成为后向散射场，这对雷达散射截面(RCS)具有不可忽视的贡献。作为雷达吸波材料应用基础的一部分，准确测量材料对于表面行波的抑制性能，特别是研究导体表面涂覆吸波材料对表面行波的影响，是雷达吸波材料的研制、减小飞行器雷达散射截面的研究的必要手段，具有越来越重要的现实意义。目前常用的测试方法存在测试材料表面行波激励困难效率低、测试系统复杂、测试成本高、测试效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术针对雷达吸波材料的行波抑制性能测试需求，基于天线激励的方式实现表面行波的高效激励和准确测试，本专利技术能实现测试频率范围内的连续扫频测试，准确测量吸波材料在不同频率下的行波抑制性能。本专利技术提供了一种基于天线激励方式的高效表面行波激励方法，并设计组建用于吸波材料行波抑制性能测试的系统，以实现吸波材料行波抑制性能的宽频段、低成本、高效测试。本专利技术的技术方案如下：一种基于天线激励的吸波材料行波抑制性能测试装置，包括行波产生平台装置、超宽带喇叭天线、电流测试探头、信号能量传输系统、矢量网络分析仪和吸波材料；行波产生平台装置采用固定平台结构，包括支撑平台、矩形金属平板、玻璃钢平板和吸波材料；矩形金属矩形板平放固定在支撑平台上，其上加有玻璃钢平板，并在矩形金属平板四周覆盖上吸波材料；所述矢量网络分析仪经过微波电缆、功率放大器和超宽带喇叭天线的馈电结构连接；电流测试探头经过功率放大器和微波电缆与矢量网络分析仪相连。所述超宽带喇叭天线为双脊喇叭结构，包括波导过渡段、喇叭段、脊结构和馈电结构；超宽带喇叭天线固定在天线固定旋转装置上，天线固定旋转装置能在0°～90°的范围内调整天线的入射角度。所述电流测试探头由同轴线和相应的SMA接头组成；信号能量传输系统是由微波电缆，功率放大器组成。本专利技术的良好效果：一、在测试环境四周放置了吸波材料，以及在金属板12边缘加置的吸波材料14，尽可能的减小了空间中来回反射的杂波以及金属板12边缘反射回来的表面波对测试结果的影响。二、在在金属平板12前端覆盖玻璃钢13，形成了表面波导波结构，耦合了更多的电磁能量作为表面波传输，提高了信噪比，使测试结果可信度更高。三、使用天线固定旋转装置25能精确的调整超宽带喇叭天线2的入射角度。四、对于空载的情况使用响应校准，便可以以空载的情况作为基准，然后对非空载的情况进行测试，得到材料对行波的抑制效果。附图说明图1是本系统的结构示意图。其中，1是行波产生平台装置、2是超宽带喇叭天线、3是电流测试探头、4是信号能量传输系统、5是矢量网络分析仪、6是吸波材料。11是支撑平台、12是矩形金属板、13是玻璃钢平板、14是吸波材料，25是天线固定旋转装置，41和42是微波电缆，43和44是功率放大器。图2是超宽带喇叭天线剖面示意图。其中，21是波导过渡段、22是喇叭段、23是脊结构、24是馈电结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。见图1、图2，该微波测试系统的具体工作过程是：先调整天线固定旋转装置25使超宽带喇叭天线2发射出的电磁波能以一定的角度掠入射到矩形金属板12上。矢量网络分析仪5通过电缆42、功率放大器43与超宽带喇叭天线的馈电结构24的输入端连接。能量通过馈电结构24导入喇叭天线2内。由天线发射的电磁波掠入射到前端有玻璃钢平板覆盖13的金属平板12上，并在该平面上形成表面行波，表面行波沿着金属平板12表面传播被电流测试探头3接收到，通过功率放大器44和电缆41输入矢量网络分析仪5，然后针对空载的测试结果进行响应校准。再把被测样品固定在金属板11上，并紧贴着玻璃钢平板13末端，通过矢量网络分析仪5测试该情况下的传输响应。采用比较法获得被测材料的行波抑 制结果。本专利技术在金属平板12前端部分覆盖上了玻璃钢平板13，这样在电磁波入射到该平面上时，得到一种更匹配的方式，有更多的电磁能量被束缚在了该平面上，类似于形成了一个表面波波导的结构，这样的设计使得更多电磁能量传播到了电流测试探头3处，在外界的电磁干扰不变，那么这么做就有效提高了测试方法的信噪比，使得测试结果的可信度更高了。同时由于玻璃钢平板13的存在，测试样品就不用完整覆盖住整块金属平板12，大大的减小了测试样品的尺寸，降低了样品制作的难度。本专利技术在金属板12的四周覆盖了吸波材料14，尽量减小了表面波在金属板12边缘形成的来回反射，造成波的叠加，减小对测试结果造成的影响。这样便可以近似的认为在金属板12上传播的只有单向的表面波，去除了边缘反射对测试结果的干扰，是测试结果更准确。本专利技术使用电流测试探头3作为接收装置，由于电流测试探头3体积小，能够尽量靠近金属板12表面，耦合环和耦合探针3所含金属量也较少，这样对金属板表面上的场干扰较小，能够较准确的测量到行波的耦合量，得到较可靠的测试结果。将超宽带喇叭天线2固定在天线固定旋转装置25上，矩形金属板12固定于支撑平台11上，将电流测试探头3固定于金属板靠近末端处。矢量网络分析仪5的一端口通过电缆42、功率放大器43与喇叭天线2的馈电结构相连，其二端口通过电缆41和功率放大器44与电流测试探头3相连。本专利技术系统进行吸波材料行波抑制测试的方法，步骤是：步骤1：打开矢量网络分析仪5，至少预热30min，进入正常扫频工作；步骤2：旋转天线固定旋转装置25，使喇叭天线2和金属平板12形成一定角度，能使喇叭天线2产生的电磁波能以某个固定角度掠入射到金属表面。步骤3：玻璃钢平板13固定放置在金属平板12前端，利用矢量网络分析仪测出空载情况下的传输系数S21A，进行响应校准，S21A曲线大致为一条直线。步骤4：以空载的测试结果为基准S21A，把测试样品固定待测位置上进行测试，得到此状态下的传输系数S21B。步骤5：将步骤4测得到的结果与步骤3结果做矢量相减。步骤6：将步骤5得到的差值与样品长度做换算，得出单位距离，其振幅的衰减量，即衰减系数。其计算过程如下： S C = S 21 A - S 21 B d ]]>式中，SC为被测材料抑制系数，S21A和S21B分别是空载和放置样品后测得的传输系数，d为样品长度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于天线激励的吸波材料行波抑制性能测试装置，其特征在于，包括行波产生平台装置、超宽带喇叭天线、电流测试探头、信号能量传输系统、矢量网络分析仪和吸波材料；行波产生平台装置采用固定平台结构，包括支撑平台、矩形金属平板、玻璃钢平板和吸波材料；矩形金属矩形板平放固定在支撑平台上，其上加有玻璃钢平板，并在矩形金属平板四周覆盖上吸波材料；所述矢量网络分析仪经过微波电缆、功率放大器和超宽带喇叭天线的馈电结构连接；电流测试探头经过功率放大器和微波电缆与矢量网络分析仪相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于天线激励的吸波材料行波抑制性能测试装置，其特征在于，包括行波产生平台装置、超宽带喇叭天线、电流测试探头、信号能量传输系统、矢量网络分析仪和吸波材料；行波产生平台装置采用固定平台结构，包括支撑平台、矩形金属平板、玻璃钢平板和吸波材料；矩形金属矩形板平放固定在支撑平台上，其上加有玻璃钢平板，并在矩形金属平板四周覆盖上吸波材料；所述矢量网络分析仪经过微波电缆、功率放大器和超宽带喇叭天线的馈电结构连接；电流测试探头经过功率放大器和微波电缆与矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华军，邓乐武，孟莹，吴杰，王超，张云鹏，崔红玲，李恩，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51