一种互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法，该检测单元包括基板上开设的多个屏蔽通孔围成基片集成波导谐振腔，在基片集成波导谐振腔中央设置互补开口谐振环电磁结构，互补开口谐振环电磁结构为两个嵌套设置且相互隔离的开口环；基板上表面的基片集成波导谐振腔一侧连接连接微带线，微带线的另一侧连接主馈电射频接头；基板下表面的基片集成波导谐振腔一侧连接两根共面波导中心导体，两根共面波导中心导体及其共面波导缝隙形成预设阻抗的共面波导传输线，共面波导传输线另一端连接副馈电射频接头；主馈电射频接头和副馈电射频接头正交，并且分布在基板的上下表面。通过在电磁检测单元中引入副馈电电路，提高了检测灵敏度。提高了检测灵敏度。提高了检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法


[0001]本专利技术属于金属焊接表面缺陷检测
，具体设计了一种改进型互补开口谐振环(Complementary Split Ring Resonator,CSRR)电磁检测单元、检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]无损检测技术旨在不破坏被测材料和部件正常性能的前提下，快速可靠地检测、测试或评估材料或结构的不连续性或特性差异。在核电站、航空、航天、压力容器、铁路、舰船、武器系统等行业中，任何一个部件的损伤失效都有可能造成重大的危险或经济损失。
[0003]众所周知，微波无损检测装置最前端的电磁检测单元，主要是无源电路，因此在检测过程中谐振峰的幅度相对较小，并且当检测到缺陷结构后，谐振峰的幅值会更小，大大降低了检测的灵敏度。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种改进型互补开口谐振环电磁检测单元、检测系统及检测方法，通过在电磁检测单元中引入副馈电电路，提高了互补开口谐振环电磁检测单元的检测灵敏度。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种互补开口谐振环电磁检测单元，包括基板，在基板上开设的多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔10围成基片集成波导谐振腔5，在基片集成波导谐振腔5中央位置设置互补开口谐振环电磁结构9，所述互补开口谐振环电磁结构9为两个嵌套设置且相互隔离的开口环；基板上表面的基片集成波导谐振腔5一侧通过过渡结构3连接连接微带线2，微带线2的另一侧连接主馈电射频接头1，主馈电射频接头1周围开有射频接头接地通孔6，实现了基板上下金属层的电连接；基板下表面的基片集成波导谐振腔5与上表面连接微带线2的一侧相邻的一侧连接两根共面波导中心导体7，两根共面波导中心导体7及其之间共面波导缝隙8形成预设阻抗的共面波导传输线，共面波导传输线另一端连接副馈电射频接头4，副馈电射频接头4周围开有射频接头接地通孔6，实现了基板上下金属层的电连接；主馈电射频接头1和副馈电射频接头4正交，并且分布在基板的上下表面。
[0007]所述互补开口谐振环电磁结构9中，内环长L4为1.2mm、宽L3为1mm、开口间距S2为0.6mm；外环长L2为2mm、宽L1为1.8mm、开口间距S1为0.4mm；开口环的外环和内环间距W为0.2mm。
[0008]所述基片集成波导谐振腔5通过多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔10和基板上下表面金属层形成一个近似封闭的矩形金属腔体。
[0009]一种缺陷无损检测系统，包括所述的互补开口谐振环电磁检测单元，与互补开口谐振环电磁检测单元的主馈电射频接头1连接的矢量网络分析仪11，与互补开口谐振环电磁检测单元的副馈电射频接头4依次连接的移相器14、放大器13和频率源12。
[0010]所述的缺陷无损检测系统的检测方法，首先将互补开口谐振环电磁检测单元靠近
检测件15，并且使互补开口谐振环电磁结构9与检测件15的检测表面留有间隙；接着，进行微波无损检测的标定，将互补开口谐振环电磁结构9放置在检测件15没有缺陷的位置，调整放大器13和移相器14，观测矢量网络分析仪11上谐振峰f1的变化，待谐振峰f1的幅度小于
‑
20dB，标定工作完成；开始平行移动互补开口谐振环电磁检测单元，并保持互补开口谐振环电磁结构9与检测件15之间留有间隙，如果发现矢量网络分析仪11上谐振峰f1出现明显的频偏，表示检测件15表面有缺陷，对检测件15缺陷位置标记；重复以上操作完成对检测件15缺陷的检测。
[0011]和现有技术相比较，本专利技术具有如下优点：
[0012]1)本专利技术改进型互补开口谐振环电磁检测单元，通过正交异面馈电结构的设计，可以减小基片集成波导腔外馈电传输线的耦合，同时由于两路信号进入基片集成波导谐振腔，因此可有通过腔内耦合，实现馈电信号的增强；
[0013]2)微带到基片集成波导结构谐振腔的过渡采用接地共面波导传输线，大大减小了电路的体积；
[0014]3)缺陷无损检测系统中的放大器和移相器均可以实现信号幅度和相位的灵活调节，这样可以通过调节放大器的增益和移相器的相位调控，有效提高电磁检测单元的灵敏度；
[0015]4)检测过程中，与检测件保持安全距离，不会对检测件产生新的缺陷。
附图说明
[0016]图1为本专利技术互补开口谐振环电磁检测单元上表面结构示意图。
[0017]图2为本专利技术互补开口谐振环电磁检测单元下表面结构示意图。
[0018]图3为互补开口谐振环电磁结构图。
[0019]图4为本专利技术缺陷无损检测系统组成图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0021]如图1和图2所示，本专利技术一种互补开口谐振环电磁检测单元，包括基板，在基板上开设的多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔10围成基片集成波导谐振腔5，在基片集成波导谐振腔5中央位置设置互补开口谐振环电磁结构9，所述互补开口谐振环电磁结构9为两个嵌套设置且相互隔离的开口环；基板上表面的基片集成波导谐振腔5一侧通过过渡结构3连接连接微带线2，微带线2的另一侧连接主馈电射频接头1，主馈电射频接头1周围开有射频接头接地通孔6，实现了基板上下金属层的电连接；基板下表面的基片集成波导谐振腔5与上表面连接微带线2的一侧相邻的一侧连接两根共面波导中心导体7，两根共面波导中心导体7及其之间共面波导缝隙8形成预设阻抗的共面波导传输线，共面波导传输线另一端连接副馈电射频接头4，副馈电射频接头4周围开有射频接头接地通孔6，实现了基板上下金属层的电连接；主馈电射频接头1和副馈电射频接头4正交，并且分布在基板的上下表面。
[0022]所述基片集成波导谐振腔5通过多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔10和基板上下表面金属层形成一个近似封闭的矩形金属腔体。
[0023]如图1所示，作为本专利技术优选的实施方式，所述过渡结构3为一开槽口。
[0024]如图3所示，作为本专利技术优选的实施方式，所述互补开口谐振环电磁结构9中，内环长L4为1.2mm、宽L3为1mm、开口间距S2为0.6mm；外环长L2为2mm、宽L1为1.8mm、开口间距S1为0.4mm；开口环的外环和内环间距W为0.2mm。
[0025]如图4所示，本专利技术一种缺陷无损检测系统，包括所述的互补开口谐振环电磁检测单元，与互补开口谐振环电磁检测单元的主馈电射频接头1连接的矢量网络分析仪11，与互补开口谐振环电磁检测单元的副馈电射频接头4依次连接的移相器14、放大器13和频率源12。
[0026]本专利技术缺陷无损检测系统的检测方法，首先将互补开口谐振环电磁检测单元靠近检测件15，并且使互补开口谐振环电磁结构9与检测件15的检测表面保持0.1mm距离；接着，进行微波无损检测的标定，将互补开口谐振环电磁结构9放置在检测件15没有缺陷的位置，调整放大器13和移相器14，观测矢量网络分析仪11上谐振峰f1的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种互补开口谐振环电磁检测单元，其特征在于：包括基板，在基板上开设的多个基片集成波导谐振腔屏蔽通孔(10)围成基片集成波导谐振腔(5)，在基片集成波导谐振腔(5)中央位置设置互补开口谐振环电磁结构(9)，所述互补开口谐振环电磁结构(9)为两个嵌套设置且相互隔离的开口环；基板上表面的基片集成波导谐振腔(5)一侧通过过渡结构(3)连接连接微带线(2)，微带线(2)的另一侧连接主馈电射频接头(1)，主馈电射频接头(1)周围开有射频接头接地通孔(6)，实现了基板上下金属层的电连接；基板下表面的基片集成波导谐振腔(5)与上表面连接微带线(2)的一侧相邻的一侧连接两根共面波导中心导体(7)，两根共面波导中心导体(7)及其之间共面波导缝隙(8)形成预设阻抗的共面波导传输线，共面波导传输线另一端连接副馈电射频接头(4)，副馈电射频接头(4)周围开有射频接头接地通孔(6)，实现了基板上下金属层的电连接；主馈电射频接头(1)和副馈电射频接头(4)正交，并且分布在基板的上下表面。2.根据权利要求1所述的一种互补开口谐振环电磁检测单元，其特征在于：所述互补开口谐振环电磁结构(9)中，内环长L4为1.2mm、宽L3为1mm、开口间距S2为0.6mm；外环长L2为2mm、宽L1为1.8mm、开口间距S1为0.4mm；开口环的外环和内环间距W为0.2mm。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，刘福广，杨二娟，米紫昊，刘刚，王艳松，杨兰，韩天鹏，王博，张周博，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：