一种天线罩的最佳厚度的测量方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种天线罩的最佳厚度的测量方法和系统。该方法包括：以搭建的介电常数测量系统通过自由空间法测量天线罩的材料样品的相对介电常数，其中，介电常数测量系统包括相对的发射天线和接收天线、分别与发射天线和接收天线连接的网络分析仪、以及用于在发射天线和接收天线之间放置和调节待测样品的夹具；根据材料样品的相对介电常数和预推导出的材料传输损耗公式，计算得到材料样品的传输损耗与厚度的曲线；根据材料样品的传输损耗与厚度的曲线确定天线罩的最佳厚度。本发明专利技术不依赖于场地环境即可快速、高精度地测量出天线罩的最佳厚度，且无需天线罩厂家提供多个样本，避免了使用试错的方法来进行最佳厚度的测量，降低了测量成本。低了测量成本。低了测量成本。

【技术实现步骤摘要】
一种天线罩的最佳厚度的测量方法和系统


[0001]本专利技术涉及材料测试
，特别是一种天线罩的最佳厚度的测量方法和系统。

技术介绍

[0002]目前77GHz汽车毫米波雷达的普及速度正在逐年上升，而天线罩是雷达的一个重要组成部分。理想的天线罩应能完全透过来自(或到达)天线的RF(Radio Frequency，射频)信号，同时还能抵挡环境因素如风、雨、冰雹、雪、冰、沙尘、盐雾、雷电等的影响。实际上，这些环境因素决定了天线罩的机械设计和RF透波的要求必须折中考虑，因为机械和电气要求往往相互矛盾。天线罩能够防止环境因素的影响和干扰，提高雷达系统的工作效率和可靠性，其性能直接影响到雷达系统的功能。对天线罩材料介电特性的精确测量，准确地获得电气参数，恰当地选取这些材料的厚度和使用这些材料是雷达系统设计的关键。
[0003]目前广泛使用的一种测量雷达天线罩的性能的方法是使用角反射器。将角反射器以一定的距离和角度安装到雷达上。在没有雷达天线罩的情况下进行第一次测量作为参考，在安装了雷达天线罩后进行第二次测量，将这两次测量的结果相减，以确定雷达天线罩对雷达性能的影响。这种方法存在多个问题。第一个问题是不可能得出关于天线罩的均匀性和反射的结论，因为传输损耗只在2到4个点(取决于反射器的数量)进行评估。第二个问题是，需要提供不同厚度的材料分别进行测试，为了找到最佳厚度，可能需要制作非常多的样本才能最终确定。并且测试结果的不确定性很大，一个雷达天线罩在使用制造商A的传感器时有很好的结果，但在使用制造商B的雷达测试时不一定能得到好的结果。第三个问题是，这种方法需要建立一个特殊的暗室环境去进行测试，投入和成本较大。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的天线罩的最佳厚度的测量方法和系统。
[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种天线罩的最佳厚度的测量方法，其可不依赖于场地环境即可快速、高精度地测量出天线罩的最佳厚度，且无需天线罩厂家提供多个样本，降低了测量成本。
[0006]本专利技术的一个进一步的目的在于进一步提高测量准确度。
[0007]特别地，根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种天线罩的最佳厚度的测量方法，包括：
[0008]以搭建的介电常数测量系统通过自由空间法测量所述天线罩的材料样品的相对介电常数，其中，所述介电常数测量系统包括相对的发射天线和接收天线、分别与所述发射天线和所述接收天线连接的网络分析仪、以及用于在所述发射天线和所述接收天线之间放置和调节待测样品的夹具；
[0009]根据所述材料样品的相对介电常数和预推导出的材料传输损耗公式，计算得到所
述材料样品的传输损耗与厚度的曲线，其中，所述材料传输损耗公式为根据电磁波传播理论推导出的材料传输损耗与材料的相对介电常数在一定频率和材料厚度下的关系式；
[0010]根据所述材料样品的传输损耗与厚度的曲线确定所述天线罩的最佳厚度。
[0011]可选地，所述材料传输损耗公式为：
[0012][0013]其中，f为频率，c为光速，d为材料厚度，ε
r
为材料的相对介电常数。
[0014]可选地，在测量所述天线罩的材料样品的相对介电常数之前，所述测量方法还包括：
[0015]对所述介电常数测量系统进行校准。
[0016]可选地，所述对所述介电常数测量系统进行校准的步骤包括：
[0017]通过所述网络分析仪进行所述发射天线和所述接收天线的波导端面的TRL校准；
[0018]通过所述夹具在所述发射天线和所述接收天线之间设置金属板，进行材料样品端面的GRL校准。
[0019]可选地，所述天线罩为用于汽车的毫米波雷达的天线罩。
[0020]可选地，所述天线罩的最佳厚度在2
‑
3mm范围内。
[0021]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种天线罩的最佳厚度的测量系统，包括：
[0022]相对的发射天线和接收天线；
[0023]夹具，用于支撑所述发射天线和所述接收天线，并在所述发射天线和所述接收天线之间放置和调节待测样品；
[0024]网络分析仪，分别与所述发射天线和所述接收天线连接，用于在将所述天线罩的材料样品作为所述待测样品进行测量时，根据所述发射天线的信号和所述接收天线的信号分析得到所述天线罩的材料样品的相对介电常数；以及
[0025]数据处理模块，配置为根据所述材料样品的相对介电常数和预推导出的材料传输损耗公式，计算得到所述材料样品的传输损耗与厚度的曲线，并根据所述材料样品的传输损耗与厚度的曲线确定所述天线罩的最佳厚度，其中，所述材料传输损耗公式为根据电磁波传播理论推导出的材料传输损耗与材料的相对介电常数在一定频率和材料厚度下的关系式。
[0026]可选地，所述发射天线包括与所述网络分析仪连接的第一扩频头，和设置在所述第一扩频头的一端并与所述第一扩频头连接的第一喇叭天线；
[0027]所述接收天线包括与所述网络分析仪连接的第二扩频头，和设置在所述第二扩频头的一端并与所述第二扩频头连接的第二喇叭天线。
[0028]可选地，所述夹具包括：
[0029]第一基座和第二基座，用于分别支撑所述第一扩频头和所述第二扩频头；样品台，用于放置所述待测样品；以及
[0030]准光学平台，设置有导轨，所述第一基座、所述第二基座和所述样品台可沿所述导轨移动；
[0031]其中，所述样品台还设置有数显游标卡尺，用于测量所述待测样品的厚度。
[0032]可选地，所述网络分析仪为矢量网络分析仪；
[0033]所述数据处理模块与所述网络分析仪集成为一体。
[0034]本专利技术实施例提出的天线罩的最佳厚度的测量方法和系统，使用网络分析仪通过自由空间法对天线罩材料的相对介电常数进行测量，并根据测量出的相对介电常数通过推导出的材料传输损耗公式进行计算，得出在不同材料厚度情况下的传输损耗曲线，进而给出最佳厚度的参考取值。通过材料传输损耗公式的推导和应用，结合使用自由空间法实测材料样品的相对介电常数来选择确定天线罩的最佳厚度，本专利技术不依赖于场地环境即可快速、高精度地测量出天线罩的最佳厚度，且无需天线罩厂家提供多个样本，避免了使用试错的方法来进行最佳厚度的测量，降低了测量成本。本专利技术的测量方法和系统适用于各种天线罩材料的测试，特别是用于汽车的毫米波雷达的天线罩的测试。
[0035]进一步地，本专利技术实施例提出的天线罩的最佳厚度的测量方法和系统，在进行材料样品的相对介电常数的测量之前，先顺序进行介电常数测量系统中的发射天线和接收天线的波导端面的TRL(Thru
‑
Reflect
‑
Line)校准，以及材料端面的GRL(Gated Reflect Line)校准，保证介电常数测量系统的相对介电常数的测量精度，从而进一步提高天线罩的最佳厚度的测量准确度。
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线罩的最佳厚度的测量方法，其特征在于，包括：以搭建的介电常数测量系统通过自由空间法测量所述天线罩的材料样品的相对介电常数，其中，所述介电常数测量系统包括相对的发射天线和接收天线、分别与所述发射天线和所述接收天线连接的网络分析仪、以及用于在所述发射天线和所述接收天线之间放置和调节待测样品的夹具；根据所述材料样品的相对介电常数和预推导出的材料传输损耗公式，计算得到所述材料样品的传输损耗与厚度的曲线，其中，所述材料传输损耗公式为根据电磁波传播理论推导出的材料传输损耗与材料的相对介电常数在一定频率和材料厚度下的关系式；根据所述材料样品的传输损耗与厚度的曲线确定所述天线罩的最佳厚度。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述材料传输损耗公式为：其中，f为频率，c为光速，d为材料厚度，ε
r
为材料的相对介电常数。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在测量所述天线罩的材料样品的相对介电常数之前，还包括：对所述介电常数测量系统进行校准。4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述对所述介电常数测量系统进行校准的步骤包括：通过所述网络分析仪进行所述发射天线和所述接收天线的波导端面的TRL校准；通过所述夹具在所述发射天线和所述接收天线之间设置金属板，进行材料样品端面的GRL校准。5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述天线罩为用于汽车的毫米波雷达的天线罩。6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述天线罩的最佳厚度在2
‑
3mm范围内。7.一种天线罩的最佳厚度的测量系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明远，许巧春，宫剑，
申请(专利权)人：国家无线电监测中心检测中心，
类型：发明
国别省市：