一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法技术

本发明专利技术公开了一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法，属于测试技术领域。本发明专利技术通过增加参数可调波导枝节，给传统的反射式电厚度测量波导探头增加可调的反射系数分量，可以针对特定工作频率，调节抵消探头与天线罩外表面的失配反射，在测量获取的反射系数中只保留IPD反射信号的贡献，解决反射式电厚度测量方法的工程应用问题，并提供了良好的测量线性度。

A design method of adjustable waveguide probe for measurement of electrical thickness fit reflection

The invention discloses a design method of adjustable electric thickness fitting reflection test waveguide probe, which belongs to the technical field of test. By adding a parameter adjustable waveguide branch, the invention adds an adjustable reflection coefficient component to the traditional reflective electric thickness measurement waveguide probe, which can adjust and cancel the mismatch reflection between the probe and the outer surface of the radome according to the specific working frequency, and only retain the contribution of the IPD reflection signal in the measured reflection coefficient, so as to solve the engineering application problem of the reflective electric thickness measurement method And provide a good measurement linearity.

【技术实现步骤摘要】
一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法
本专利技术属于测试
，具体涉及一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法。
技术介绍
电厚度是指电磁波辐射穿越非真空介质空间时，相对于同样几何尺寸的真空路径增加的波数，可等效为电磁波在介质中传播相对于真空增加的相位延迟，称为插入相位延迟(IPD)。IPD参数对于雷达天线罩的设计具有重要的意义，必须要在制作过程中测量。传统的IPD测试是在微波收发天线之间放置被测天线罩，通过测量不同天线罩造成的传输相位差异进行比对测量，或者与不放置天线罩时的传输相位比对进行绝对测量。随着雷达天线罩研制要求的提高，一些新型的天线罩出现了体积小、非回转面异形结构、制造过程不能脱模等特点，导致无法采用传输式测试方法，提出了反射式测量的要求，即微波收发探头合并，利用天线罩内壁的金属胎模反射信号，在天线罩外壁利用反射系数的相位变化感知IPD。如图1所示，反射计测量得到的反射系数与测试波导探头之间存在分式线性变换关系，主要由端口失配反射Γport和携带IPD信息的反射信号ΓIPD决定。当ΓIPD强度大于Γport时，测量得到的反射系数Γ的相位与IPD呈稳定的单调映射关系，实现电厚度测量。二者强度差越大，映射的线性度越好，越有利于测量应用。由于存在电磁波传输介质和导波结构的双重突变，微波反射计波导探头与天线罩外壁之间往往存在严重失配，大部分工程应用中很难满足ΓIPD强度大于Γport的要求，导致测量得到的反射系数相位不能单调地反映IPD的变化，从而严重制约了反射法在电厚度测量中的直接应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法，通过在测量探头波导管上增加设置反射系数调节装置，增加可控的辅助反射系数分量，抵消Γport使之趋近于零，从而提高的ΓIPD相对强度，从而提高反射法在电厚度测量中的实用效果，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法，包括如下步骤：步骤1：给测试波导增加一个并联枝节，形成三端口微波网络结构，并联枝节包括可调衰减器和滑动短路器，并联枝节将引入额外的反射系数分量Γadj，并联枝节的作用是调节Γadj，使之与Γport等值反相，从而Γadj与Γport相互抵消，使Γ接近于ΓIPD；步骤2：将测试波导的端口与待测电厚度天线罩相同材料的介质板相连接；步骤3：将并联枝节中可调衰减器的衰减量设置为3-6dB之间任意值，并将其作为初值试调，调节滑动短路器，使其滑动距离超过半个波导波长，得到的反射系数Γ呈现圆形轨迹，圆心对应于Γport，半径对应于Γadj；步骤4：调节滑动短路器，使得当前反射系数Γ测量值位于圆心与复平面坐标原点的连线上，且离复平面坐标原点近的位置；步骤5：调节可调衰减器，使当前反射系数Γ测量值趋向复平面坐标原点，当反射系数Γ测量值处于圆心和复平面坐标原点之间时，缩小衰减量，反之增加衰减量；步骤6：如果步骤5调节过程中，反射系数Γ明显偏离圆心与复平面坐标原点的连线，重复步骤4-5，直至当前反射系数Γ足够接近或达到复平面坐标原点，锁定可调衰减器和滑动短路器，调节完成；步骤7：将调节好的波导探头的右端口贴合被测天线罩，利用微波反射计从波导探头的左端口测量得到反射系数，其相位与待测电厚度天线罩的IPD呈单调映射关系，以及线性关系。优选地，介质板的厚度远大于待测电厚度天线罩的厚度。优选地，在介质板的背面敷设吸波材料，用以模拟只有端口失配反射，而IPD反射信号趋于零的情况。优选地，介质板能够用模拟半空间介质特性的其它试验装置代替。优选地，足够接近的意思是反射系数Γ远小于最小待测ΓIPD，ΓIPD随电厚度的增加呈现收缩螺线变化，最小待测ΓIPD是指给定测量厚度范围内可能出现的最小值，反射系数Γ越接近于原点，实测应用时，测量得到的反射系数相位与IPD的映射关系线性度越好。本专利技术所带来的有益技术效果：本专利技术通过增加参数可调波导枝节，给传统的反射式电厚度测量波导探头增加可调的反射系数分量，可以针对特定工作频率，调节抵消探头与天线罩外表面的失配反射，在测量获取的反射系数中只保留IPD反射信号的贡献，解决反射式电厚度测量方法的工程应用问题，并提供了良好的测量线性度。附图说明图1为反射计测量得到的反射系数与测试波导探头之间的分式线性变换关系示意图。图2为本专利技术电厚度贴合反射测试波导探头结构示意图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法，包括如下步骤：步骤1：给测试波导增加一个并联枝节，形成三端口微波网络结构，如图2所示，并联枝节包括可调衰减器和滑动短路器，并联枝节将引入额外的反射系数分量Γadj，并联枝节的作用是调节Γadj，使之与Γport等值反相，从而Γadj与Γport相互抵消，使Γ接近于ΓIPD；步骤2：将测试波导的端口(比如右端口)与待测电厚度天线罩相同材料的介质板相连接；步骤3：将并联枝节中可调衰减器的衰减量设置为3-6dB之间任意值，并将其作为初值试调，调节滑动短路器，使其滑动距离超过半个波导波长，得到的反射系数Γ呈现圆形轨迹，圆心对应于Γport，半径对应于Γadj；步骤4：调节滑动短路器，使得当前反射系数Γ测量值位于圆心与复平面坐标原点的连线上，且离复平面坐标原点近的位置；步骤5：调节可调衰减器，使当前反射系数Γ测量值趋向复平面坐标原点，当反射系数Γ测量值处于圆心和复平面坐标原点之间时，缩小衰减量，反之增加衰减量；步骤6：如果步骤5调节过程中，反射系数Γ明显偏离圆心与复平面坐标原点的连线，重复步骤4-5，直至当前反射系数Γ足够接近或达到复平面坐标原点，锁定可调衰减器和滑动短路器，调节完成；步骤7：将调节好的波导探头的右端口贴合被测天线罩，利用微波反射计从波导探头的左端口测量得到反射系数，其相位与待测电厚度天线罩的IPD呈单调映射关系，以及线性关系。介质板的厚度远大于待测电厚度天线罩的厚度。在介质板的背面敷设吸波材料，用以模拟只有端口失配反射，而IPD反射信号趋于零的情况。介质板能够用模拟半空间介质特性的其它试验装置代替。足够接近的意思是反射系数Γ远小于最小待测ΓIPD，ΓIPD随电厚度的增加呈现收缩螺线变化，最小待测ΓIPD是指给定测量厚度范围内可能出现的最小值，反射系数Γ越接近于原点，实测应用时，测量得到的反射系数相位与IPD的映射关系线性度越好。当然，上述说明并非是对本专利技术的限制，本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：给测试波导增加一个并联枝节，形成三端口微波网络结构，并联枝节包括可调衰减器和滑动短路器，并联枝节将引入额外的反射系数分量Γ

【技术特征摘要】
1.一种可调节的电厚度贴合反射测试波导探头设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：给测试波导增加一个并联枝节，形成三端口微波网络结构，并联枝节包括可调衰减器和滑动短路器，并联枝节将引入额外的反射系数分量Γadj，并联枝节的作用是调节Γadj，使之与Γport等值反相，从而Γadj与Γport相互抵消，使Γ接近于ΓIPD；
步骤2：将测试波导的端口与待测电厚度天线罩相同材料的介质板相连接；
步骤3：将并联枝节中可调衰减器的衰减量设置为3-6dB之间任意值，并将其作为初值试调，调节滑动短路器，使其滑动距离超过半个波导波长，得到的反射系数Γ呈现圆形轨迹，圆心对应于Γport，半径对应于Γadj；
步骤4：调节滑动短路器，使得当前反射系数Γ测量值位于圆心与复平面坐标原点的连线上，且离复平面坐标原点近的位置；
步骤5：调节可调衰减器，使当前反射系数Γ测量值趋向复平面坐标原点，当反射系数Γ测量值处于圆心和复平面坐标原点之间时，缩小衰减量，反之增加衰减量；
步骤6：如果步骤5调节过程中，反射系数Γ明显偏离圆心与复平面坐标原点的连线，重复步骤4-5，直至当前反射系数Γ足够接近或达到复平面坐标原点...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭利强，吴强，冷朋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37