一种电磁参数测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电磁参数测量系统及方法，系统包括：微波信号产生装置、天线阵列系统、信号参数分析装置和显示装置；天线阵列系统包括发射天线阵列和接收天线阵列；微波信号产生装置用于产生微波信号，并将其传输至发射天线阵列；发射天线阵列用于接收微波信号并将其向被检测物体发射；接收天线阵列用于采集回波信号，将其传输至信号参数分析装置；信号参数分析装置用于分析计算获得所述回波信号的信号参数数据并将其传输至显示装置；显示装置用于接收并显示信号参数数据。本发明专利技术提供的电磁参数测量系统，设计科学合理，便于使用，无辐射伤害，安全程度高，设备造价低廉，且微波穿透性好，辐射功率小，能够快速得到测量结果，测量准确度高。

A measurement system and method of electromagnetic parameters

【技术实现步骤摘要】
一种电磁参数测量系统及方法
本专利技术涉及电磁波
，具体涉及一种电磁参数测量系统及方法。
技术介绍
随着科技的发展，新型材料在例如人体器官仿真模型等领域得到广泛应用，例如人头部模型是医学教学、研究和中经常用到的一种模型产品，一般包括颅骨、脑模型、外部皮肤模型等部分。在现有技术中，颅骨模型一般采用3D打印制造或者铸造方式制造，脑模型一般为用水凝胶等制造而成的脑组织模拟物，外部皮肤模型一般通过树脂材料制造。然而，现有技术的人头部模型往往只是从结构方面模仿真实的人头部来制造，在例如介电常数等性质方面却与真实的人头部相差甚远，这远远不能达到医学教学、研究及实验的要求。而如果要达到在介电常数等参数尽可能逼近真实的人头部，需要通过测量系统进行测量。材料电磁参数如复介电常数和复磁导率是表征材料电磁特性的重要参数。生产厂商和用户对各种材料的测量精度和测量范围的要求越来越高，对复介电常数和复磁导率等表征介质材料电磁特性的重要参数的测量也越来越重要，如何满足新形势下厂商和用户对新材料的复介电常数、复磁导率等电磁参数的测量精度和测量范围的要求是微波测试技术中面临的新难题。现有技术的测量系统一般采用X射线检测，但是X射线辐射剂量大，容易对人体造成伤害，检测准确度也不够高。微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，其频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波检测具有灵敏度高、操作方便等特点。与X射线等电磁波技术相比，在物体检测及成像方面，微波穿透能力强，能够穿透物体内部从而检测物体内部结构，而且微波技术为非电离辐射，且功率低，辐射剂量小，不对人体造成伤害。然而，现有技术中缺乏一种利用微波信号检测物体(例如人头部模型)电磁参数的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电磁参数测量系统及方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种电磁参数测量系统，包括：微波信号产生装置、天线阵列系统、信号参数分析装置和显示装置；所述天线阵列系统包括发射天线阵列和接收天线阵列；所述微波信号产生装置用于产生微波信号，并将其传输至所述发射天线阵列；所述发射天线阵列用于接收所述微波信号，将所述微波信号向被检测物体发射；所述接收天线阵列用于采集回波信号，将所述回波信号传输至所述信号参数分析装置；所述回波信号为向被检测物体发射微波信号所产生的；所述信号参数分析装置用于分析计算获得所述回波信号的信号参数数据并将其传输至所述显示装置；所述显示装置用于接收并显示所述信号参数数据。进一步地，所述信号参数分析装置还用于将所述信号参数数据与模板参数数据进行对比，并将对比结果传输到显示装置；所述显示装置还用于显示所述对比结果。进一步地，所述天线阵列系统还包括开关矩阵，所述开关矩阵分别与所述微波信号产生装置和所述信号参数分析装置电连接，所述发射天线阵列包括通过所述开关矩阵与所述微波信号产生装置电连接的多个天线单元，所述接收天线阵列包括通过所述开关矩阵与所述信号参数分析装置电连接的多个天线单元。进一步地，所述天线阵列系统包括多路选择装置、支撑件和若干天线单元，每个所述天线单元与所述多路选择装置电连接，每个所述天线单元通过一可变形连接件与所述支撑件相连接。进一步地，所述天线阵列系统还包括多个固定板；每个所述天线单元设置在一所述固定板上；所述固定板通过所述可变形连接件与所述支撑件相连接。进一步地，所述可变形连接件为可多角度弯曲定型且其末端可多方向移动的装置。进一步地，所述可变形连接件为塑性材料制成的产品。进一步地，所述天线单元包括辐射电路板和射频连接器；所述射频连接器焊接在所述辐射电路板上；所述辐射电路板包括介质板以及印刷在所述介质板同一侧表面的辐射单极子、共面波导传输线、第一接地导体和第二接地导体；所述射频连接器与所述共面波导传输线相连接；所述辐射单极子上形成有两矩形开槽和一连接部，所述连接部位于所述两矩形开槽之间；所述连接部与所述共面波导传输线相连接；所述第一接地导体和所述第二接地导体分别位于所述共面波导传输线的不同侧。进一步地，所述共面波导传输线与所述第一接地导体和所述第二接地导体之间分别形成有一槽缝。进一步地，所述天线还包括背板，所述背板和所述辐射电路板固定在一起。进一步地，所述共面波导传输线整体呈“L”形状。进一步地，所述共面波导传输线的外侧边包括三直线线段，中间的线段与另外两线段之间的夹角均为135°进一步地，所述射频连接器包括外壳以及设置在外壳内中心位置的内导体，所述内导体与所述共面波导传输线相连接，所述外壳分别与所述第一接地导体和所述第二接地导体相连接。进一步地，所述辐射单极子上开设有两矩形开槽。进一步地，所述第二接地导体上开设有一矩形开槽。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种电磁参数测量方法，包括：微波信号产生装置产生微波信号，并将其传输至发射天线阵列；所述发射天线阵列接收所述微波信号，将所述微波信号向被检测物体发射；接收天线阵列采集回波信号，将所述回波信号传输至信号参数分析装置；所述回波信号为向被检测物体发射微波信号所产生的；所述信号参数分析装置分析计算获得所述回波信号的信号参数数据并将其传输至显示装置；所述显示装置接收并显示所述信号参数数据。进一步地，所述方法还包括：所述信号参数分析装置将所述信号参数数据与模板参数数据进行对比，并将对比结果传输到显示装置；所述显示装置显示所述对比结果。本专利技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术实施例提供的电磁参数测量系统，利用微波进行电磁参数测量，设计科学合理，便于使用，无辐射伤害，安全程度高，设备造价低廉，且微波穿透性好，辐射功率小，能够快速得到测量结果，测量准确度高。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请的一个实施例的电磁参数测量系统的结构框图；图2为本申请一实施例的天线阵列系统系统的结构示意图；图3为本申请另一实施例的天线阵列系统系统的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁参数测量系统，其特征在于，包括：微波信号产生装置、天线阵列系统、信号参数分析装置和显示装置；/n所述天线阵列系统包括发射天线阵列和接收天线阵列；/n所述微波信号产生装置用于产生微波信号，并将其传输至所述发射天线阵列；/n所述发射天线阵列用于接收所述微波信号，将所述微波信号向被检测物体发射；/n所述接收天线阵列用于采集回波信号，将所述回波信号传输至所述信号参数分析装置；所述回波信号为向被检测物体发射微波信号所产生的；/n所述信号参数分析装置用于分析计算获得所述回波信号的信号参数数据并将其传输至所述显示装置；/n所述显示装置用于接收并显示所述信号参数数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁参数测量系统，其特征在于，包括：微波信号产生装置、天线阵列系统、信号参数分析装置和显示装置；
所述天线阵列系统包括发射天线阵列和接收天线阵列；
所述微波信号产生装置用于产生微波信号，并将其传输至所述发射天线阵列；
所述发射天线阵列用于接收所述微波信号，将所述微波信号向被检测物体发射；
所述接收天线阵列用于采集回波信号，将所述回波信号传输至所述信号参数分析装置；所述回波信号为向被检测物体发射微波信号所产生的；
所述信号参数分析装置用于分析计算获得所述回波信号的信号参数数据并将其传输至所述显示装置；
所述显示装置用于接收并显示所述信号参数数据。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号参数分析装置还用于将所述信号参数数据与模板参数数据进行对比，并将对比结果传输到显示装置；
所述显示装置还用于显示所述对比结果。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天线阵列系统还包括开关矩阵，所述开关矩阵分别与所述微波信号产生装置和所述信号参数分析装置电连接，所述发射天线阵列包括通过所述开关矩阵与所述微波信号产生装置电连接的多个天线单元，所述接收天线阵列包括通过所述开关矩阵与所述信号参数分析装置电连接的多个天线单元。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天线阵列系统包括多路选择装置、支撑件和若干天线单元，每个所述天线单元与所述多路选择装置电连接，每个所述天线单元通过一可变形连接件与所述支撑件相连接。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述天线阵列系统还包括多个固定板；每个所述天线单元设置在一所述固定板上；所述固定板通过所述可变形连接件与所述支撑件相连接。


6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述可变形连接件为可多角度弯曲定型且其末端可多方向移动的装置。


7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述可变形连接件为塑性材料制成的产品。


8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述天线单元包括辐射电路板和射频连接器；所述射频连接器焊接在所述辐射电路板上；所述辐射电路板包括介质板以及印刷在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷英，葛建军，刘光宏，李晓林，韩阔业，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11