一种测试装置的高低温微波衰减特性校准方法制造方法及图纸

一种涉及大功率辐射源功率测试技术领域的测试装置的高低温微波衰减特性校准方法，通过发射天线Ⅰ检测测试装置在1GHz～40GHz频段，

【技术实现步骤摘要】
一种测试装置的高低温微波衰减特性校准方法


[0001]本专利技术涉及大功率辐射源功率测试
，尤其是涉及一种测试装置的高低温微波衰减特性校准方法。

技术介绍

[0002]公知的，大功率辐射源主要用于提供大功率的信号，以对需要屏蔽通信信号及雷达信号的场合施加干扰，比如用作考场干扰辐射源，或在对各种电子产品进行电磁兼容试验时提供测试信号；大功率辐射源在进行功率测试过程中，需要专用测试装置对该大功率辐射源在常温、低温和高温下对功率信号的衰减、屏蔽等性能，测试发现，大功率辐射源在高低温条件下测试结果相对常温测试结果有显著变化，为准确判断大功率辐射源产品测试结果的变化是由大功率辐射源产品自身引起的还是测试装置本身性能引起的，迫切需要对测试装置的微波衰减特性在高低温环境相对常温环境的变化进行标定。

技术实现思路

[0003]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种测试装置的高低温微波衰减特性校准方法。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种测试装置的高低温微波衰减特性校准方法，通过发射天线Ⅰ检测测试装置在1GHz～40GHz频段，
‑
55℃～75℃环境温度下的功率性能，测试装置包含装置用吸波材料、微波链路和接收天线Ⅰ；透波温箱校准测试系统包含工控机、矢量网络分析仪和透波温箱；通过透波温箱提供
‑
55℃～75℃温度环境，透波温箱的温度控制精度≤
±
2℃，温度波动度≤
±
0.5℃，温度均匀性≤2℃，透波温箱内部铺设有用于改善材料测试环境的环境吸波材料，透波温箱一侧设有透波窗；包含以下步骤：
[0006]S1、测试装置的高低温特性影响量分量测试：
[0007]S1.1装置用吸波材料高低温反射率测试：
[0008]将装置用吸波材料置于透波温箱内，在透波温箱设有透波窗的一侧搭建弧形滑轨，使弧形滑轨的圆心落在装置用吸波材料上，在弧形滑轨两端分别安装能够沿弧形滑轨滑动的发射天线Ⅱ和接收天线Ⅱ，且弧形滑轨的圆心角为60
°
，在弧形滑轨外侧环绕一周吸波屏风，且使透波温箱的设有透波窗的一侧穿过相应的吸波屏风，在吸波屏风外侧设置由工控机控制的矢量网络分析仪，使发射天线Ⅱ和接收天线Ⅱ均与矢量网络分析仪对应信号连接，通过矢量网络分析仪检测装置用吸波材料在不同温度环境下的反射率；
[0009]S1.2接收天线Ⅰ和发射天线Ⅰ的高低温特性测试：
[0010]将接收天线Ⅰ置于透波温箱内，在透波温箱设有透波窗的一侧设置与接收天线Ⅰ同规格的标准喇叭天线，在标准喇叭天线外侧环绕一周吸波屏风，且使透波温箱的设有透波窗的一侧穿过相应的吸波屏风，在吸波屏风外侧设置由工控机控制的矢量网络分析仪，使接收天线Ⅰ和标准喇叭天线与矢量网络分析仪对应信号连接，通过矢量网络分析仪检测接
收天线Ⅰ在不同温度环境下的增益变化量；
[0011]将发射天线Ⅰ置于透波温箱内，在透波温箱设有透波窗的一侧设置与发射天线Ⅰ同规格的标准喇叭天线，在标准喇叭天线外侧环绕一周吸波屏风，且使透波温箱的设有透波窗的一侧穿过相应的吸波屏风，在吸波屏风外侧设置由工控机控制的矢量网络分析仪，使发射天线Ⅰ和标准喇叭天线与矢量网络分析仪对应信号连接,使发射天线Ⅰ和标准喇叭天线与矢量网络分析仪对应信号连接，通过矢量网络分析仪检测发射天线Ⅰ在不同温度环境下的增益变化量；
[0012]S1.3微波链路的高低温特性测试：
[0013]将微波链路置于透波温箱内，在透波温箱外设置由工控机控制的矢量网络分析仪，使微波链路与矢量网络分析仪对应信号连接，通过矢量网络分析仪检测微波链路在不同温度环境下的衰减量；
[0014]S2、参数校准；
[0015]在HFSS软件中建立与实际测试装置及发射天线Ⅰ一致的数字模型，并输入步骤S1中得出的装置用吸波材料在不同温度环境下的反射率，接收天线Ⅰ在不同温度环境下的增益变化量和微波链路在不同温度环境下的衰减量；采用频域有限元法FEM进行仿真计算，对数字模型参数进行包含网格预处理与迭代计算的初步仿真测试，并根据获取的仿真结果信息分析参数敏感度和确认关键参数；在完成初步仿真后，对比虚拟仿真模型与实际测试装置的差别与一致性，对两者的实际效果与故障分析的可替代性进行可行性分析；依据分析结果，反复调整数字模型并进行仿真计算，对模型持续进行优化，定义发射天线I的轴向位置偏移、轴向极化角度、频率点；
[0016]S3溯源；
[0017]S3.1建立溯源系统：
[0018]将发射天线Ⅰ置于透波温箱内，在透波温箱设有透波窗的一侧设置屏蔽暗箱，所述屏蔽暗箱包含一侧敞口的箱体，箱体内壁铺设反射率小于
‑
40dB的吸波材料，在屏蔽暗箱内设置标准喇叭天线，并使屏蔽暗箱敞口侧与透波温箱设有透波窗的一侧相对应，使标准喇叭天线和发射天线Ⅰ与由工控机控制的矢量网络分析仪对应信号连接；屏蔽暗箱敞口侧可拆卸连接有空间衰减标准件，标准喇叭天线与矢量网络分析仪之间信号连接有精密步进衰减器；
[0019]S3.2溯源测试：
[0020]在
‑
55℃～75℃中一个温度条件下，首先在未放置空间衰减标准件和精密步进衰减器的情况下，读取标准喇叭天线接收的信号；然后接入空间衰减标准件和精密步进衰减器，读取此时的标准喇叭天线接收的信号；两次信号之差即为系统衰减；更换不同的空间衰减标准件，调节精密步进衰减器，再变化温度条件，完成系统全频段、全温度范围的溯源测试。
[0021]优选的，所述透波温箱的透波窗为透波泡沫，透波泡沫两侧表面贴附有玻璃钢。
[0022]优选的，所述透波泡沫为蜂窝状聚氨酯发泡材料或PMI型透波材料。
[0023]优选的，所述发射天线Ⅱ和接收天线Ⅱ均为透镜天线，透镜天线极化方式为水平和垂直极化两种。
[0024]优选的，所述发射天线Ⅰ采用宽带波导子阵的波导阵列天线，发射天线Ⅰ第一副瓣
电平≤
‑
20dB；远副瓣电平≤
‑
28dB，并根据频率覆盖分为两组，分别为频率覆盖1GHz～18GHz和频率覆盖18GHz～40GHz；频率覆盖1GHz～18GHz的增益≥24.5dB，波束宽度≥8
°
；频率覆盖18GHz～40GHz的增益≥32dB，波束宽度≥4
°
。
[0025]优选的，频率覆盖1GHz～18GHz频段波导阵列天线馈电网络采用并馈网络，辐射单元采用宽带波导子阵设计，阵列规模为8
×
8阵列，天线尺寸为140mm
×
140mm
×
48mm；频率覆盖18GHz～40GHz频段天线辐射单元采用匹配喇叭，上部分是宽带辐射喇叭阵，下部分为宽带紧凑型多层馈电网络，阵列规模为16
×
16阵列，尺寸为120mm
×
120mm
×
35mm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试装置的高低温微波衰减特性校准方法，通过发射天线Ⅰ检测测试装置在1GHz～40GHz频段，
‑
55℃～75℃环境温度下的功率性能，测试装置包含装置用吸波材料(4)、微波链路(5)和接收天线Ⅰ(6)；透波温箱(3)校准测试系统包含工控机(1)、矢量网络分析仪(2)和透波温箱(3)；通过透波温箱(3)提供
‑
55℃～75℃温度环境，透波温箱(3)的温度控制精度≤
±
2℃，温度波动度≤
±
0.5℃，温度均匀性≤2℃，透波温箱(3)内部铺设有用于改善材料测试环境的环境吸波材料，透波温箱(3)一侧设有透波窗；其特征是：包含以下步骤：S1、测试装置的高低温特性影响量分量测试：S1.1装置用吸波材料(4)高低温反射率测试：将装置用吸波材料(4)置于透波温箱(3)内，在透波温箱(3)设有透波窗的一侧搭建弧形滑轨(7)，使弧形滑轨(7)的圆心落在装置用吸波材料(4)上，在弧形滑轨(7)两端分别安装能够沿弧形滑轨(7)滑动的发射天线Ⅱ和接收天线Ⅱ，且弧形滑轨(7)的圆心角为60
°
，在弧形滑轨(7)外侧环绕一周吸波屏风(11)，且使透波温箱(3)的设有透波窗的一侧穿过相应的吸波屏风(11)，在吸波屏风(11)外侧设置由工控机(1)控制的矢量网络分析仪(2)，使发射天线Ⅱ和接收天线Ⅱ均与矢量网络分析仪(2)对应信号连接，通过矢量网络分析仪(2)检测装置用吸波材料(4)在不同温度环境下的反射率；S1.2接收天线Ⅰ(6)和发射天线Ⅰ的高低温特性测试：将接收天线Ⅰ(6)置于透波温箱(3)内，在透波温箱(3)设有透波窗的一侧设置与接收天线Ⅰ(6)同规格的标准喇叭天线(10)，在标准喇叭天线(10)外侧环绕一周吸波屏风(11)，且使透波温箱(3)的设有透波窗的一侧穿过相应的吸波屏风(11)，在吸波屏风(11)外侧设置由工控机(1)控制的矢量网络分析仪(2)，使接收天线Ⅰ(6)和标准喇叭天线(10)与矢量网络分析仪(2)对应信号连接，通过矢量网络分析仪(2)检测接收天线Ⅰ(6)在不同温度环境下的增益变化量；将发射天线Ⅰ置于透波温箱(3)内，在透波温箱(3)设有透波窗的一侧设置与发射天线Ⅰ同规格的标准喇叭天线(10)，在标准喇叭天线(10)外侧环绕一周吸波屏风(11)，且使透波温箱(3)的设有透波窗的一侧穿过相应的吸波屏风(11)，在吸波屏风(11)外侧设置由工控机(1)控制的矢量网络分析仪(2)，使发射天线Ⅰ和标准喇叭天线(10)与矢量网络分析仪(2)对应信号连接,使发射天线Ⅰ和标准喇叭天线(10)与矢量网络分析仪(2)对应信号连接，通过矢量网络分析仪(2)检测发射天线Ⅰ在不同温度环境下的增益变化量；S1.3微波链路(5)的高低温特性测试：将微波链路(5)置于透波温箱(3)内，在透波温箱(3)外设置由工控机(1)控制的矢量网络分析仪(2)，使微波链路(5)与矢量网络分析仪(2)对应信号连接，通过矢量网络分析仪(2)检测微波链路(5)在不同温度环境下的衰减量；S2、参数校准；在HFSS软件中建立与实际测试装置及发射天线Ⅰ一致的数字模型，并输入步骤S1中得出的装置用吸波材料(4)在不同温度环境下的反射率，接收天线Ⅰ(6)在不同温度环境下的增益变化量和微波链路(5)在不同温度环境下的衰减量；采用频域有限元法FEM进行仿真计算，对数字模型参数进行包含网格预处理与迭代计算的初步仿真测试，并根据获取的仿真结果信息分析参数敏感度和确认关键参数；在完成初步仿真后，对比虚拟仿真模型与实际
测试装置的差别与一致性，对两者的实际效果与故障分析的可替代性进行可行性分析；依据分析结果，反复调整数字模型并进行仿真计算，对模型持续进行优化，定义发射天线I的轴向位置偏移、轴向极化角度、频率点；S3溯源；S3.1建立溯源系统：将发射天线Ⅰ置于透波温箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽，李新伟，易磊，刘鉴莹，赵自文，徐毓雄，魏正，申龙，韩颖，王卓，张雅眉，
申请(专利权)人：中国空空导弹研究院，
类型：发明
国别省市：