【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料微波测试，具体涉及一种吸波材料斜入射反射率高温测试装置及测试方法。
技术介绍
1、反射率是表征材料吸波性能的重要参数，由于反射率会随入射角度发生变化，因此实现斜入射反射率的测量对于材料设计和应用至关重要。由于高速飞行器对吸波材料耐高温能力要求的提升，吸波材料在高温状态下的斜入射反射率测试需求也逐渐增大。常温下材料的斜入射反射率测试已较为成熟，通常采用弓形法，即将待测材料放置于金属平板上保持不动，通过改变发射天线和接收天线在弓形轨道上的位置，从而测量出不同入射角下材料的斜入射反射率。
2、目前，材料斜入射反射率高温测试仍基于弓形测试法，通常采用底部加热或顶部加热方式。采用顶部加热的方案具体如：公告号为cn109507212a的“一种吸波材料的反射率测试系统及测试方法”的专利中提出了一种顶部加热装置，采用机械臂吊装加热炉对待测材料进行加热，到所需温度点后快速移开加热炉进行反射率测试。由于测试时需将加热炉移开，导致测试时材料温度有所下降，不能准确获得所需温度下的反射率。采取底部加热的方案具体如：文献《吸波材料反射率变温测试系统研制》(仪器仪表学报，32(5)，2011)中提出一种底部加热的反射率变温测试平台；公告号为cn113125469a的“一种隐身材料平板高温反射率测试方法”的专利中提出了一种高温支撑板用于对样品进行底部加热。针对底部加热方式，通常需在待测材料外部引入隔热罩，用于降低热对流效应，提高对待测材料加热的温度均匀性。然而，由于隔热罩的有限尺寸，现有通过移动天线进行斜入射反射率测试的方法会导致
3、因此，对于吸波材料，如何实现对其进行更为均匀的加热及保温，并在该温度下准确测量其斜入射反射率，就成为当前需攻克的难点。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种吸波材料的斜入射反射率高温测试装置及测试方法。本专利技术测试装置引入二面角反射器，并对其改进，使得发射天线发射的电磁波竖直入射到隔热罩顶部，同时，将入射电磁波按与入射平行的反方向反射回去，避免了隔热罩边缘及侧壁对斜入射电磁波产生较强的散射从而带来测试精度下降的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种吸波材料的斜入射反射率高温测试装置，包括：矢量网络分析仪1、发射天线2、接收天线3、去耦屏4、隔热罩5、二面角反射器6、吸波单元7和程控计算机8；
4、发射天线2和接收天线3设置于隔热罩5上方，相互平行，中间设置去耦屏4，天线辐射轴线垂直于隔热罩5顶部，隔热罩5为矩形罩；二面角反射器6设置于隔热罩5内；吸波单元7设置于隔热罩5外侧，用于吸收环境电磁波；矢量网络分析仪1分别与发射天线2、接收天线3和程控计算机8连接，程控计算机8控制矢量网络分析仪1进行传输系数测量，并对测试数据进行处理；
5、所述二面角反射器6包括第一反射板10和第二反射板11，第一反射板10上表面为边长l1的正方形，内部设置有加热电阻丝12和热电偶13；第二反射板11上表面为矩形，长边为l1，宽边长l2，且l2≥l1/tanθ，θ为发射天线发射的电磁波在第一反射板上的入射角；第一反射板10的一端和第二反射板11的一端固定连接，另一端均边缘具有斜劈结构，且两个反射板之间的夹角恒为90°；第一反射板的中心设置转轴14，二面角反射器绕转轴14转动，以实现不同入射角下的斜入射反射率测试；待测平板放置于第一反射板10上表面，随第一反射板10转动，发射天线2的辐射轴线始终指向待测平板9的中心，发射天线2的辐射轴线被待测平板9反射后，能够被第二反射板11再次反射；所述加热电阻丝12用于加热，使待测平板9升温至所需测试温度，热电偶13用于测量温度。
6、优选的，所述发射天线和接收天线可绕自身辐射轴线旋转90°，以实现垂直极化入射和平行极化入射的切换。
7、优选的，所述待测平板横向尺寸与第一反射板上表面尺寸相同。
8、优选的，所述隔热罩顶部为厚度均匀的平板，由耐高温透波材料制作而成，其厚度≤20mm，相对介电常数≤1.3，损耗角正切≤0.008；隔热罩尺寸需保证二面角反射器转动过程中不与其内壁接触。
9、优选的，所述第一反射板和第二反射板采用耐高温金属加工，表面喷涂有高温抗氧化导电涂层。
10、本专利技术还提供一种利用上述装置进行斜入射反射率高温测试的方法，包括以下步骤：
11、步骤1：转动二面角反射器以获得所需入射角；
12、步骤2：将与待测样板相同尺寸的金属校准板放置于第一反射板上，加热，达到所需测试温度并恒温至少15min后，记录矢量网络分析仪测量的传输系数s21金；
13、步骤3：待温度降至室温后，取下金属校准板，将待测平板置于第一反射板上，加热，达到所需测试温度并恒温至少15min后，记录矢量网络分析仪测量的传输系数s21材；
14、步骤4：计算待测样板的反射率初值γorigin，具体为：
15、
16、式中s21金和s21材均为复数形式；
17、步骤5：将反射率初值γorigin进行时域选通处理，即可得到待测样板在所需入射角和温度下的反射率γgate，其以db为单位时表示为：
18、γgate(db)＝20log|γgate|。
19、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术的吸波材料斜入射反射率高温测试装置，将现有技术中通过转动天线实现斜入射改进为通过转动二面角反射器实现斜入射，整个测试过程中发射天线和接收天线固定不动，从而简化了天线安装及移动定位要求。同时，由于二面角反射器能够将入射电磁波按与入射平行的反方向反射回去，使得入射波和反射波始终垂直于隔热罩顶部，减小了隔热罩边缘及侧壁对入射电磁波的复杂散射，从而降低了斜入射反射率高温测试时隔热罩对测试精度的影响。此外，引入了隔热罩，有效提高了对待测材料加热的温度均匀性，确保了测试时温度的精准性。
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1.一种吸波材料的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，包括：矢量网络分析仪、发射天线、接收天线、去耦屏、隔热罩、二面角反射器、吸波单元和程控计算机；
2.如权利要求1所述的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，所述发射天线和接收天线可绕自身辐射轴线旋转90°，以实现垂直极化入射和平行极化入射的切换。
3.如权利要求1所述的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，所述待测平板横向尺寸与第一反射板上表面尺寸相同。
4.如权利要求1所述的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，所述隔热罩顶部为厚度均匀的平板，由耐高温透波材料制作而成，其厚度≤20mm，相对介电常数≤1.3，损耗角正切≤0.008；隔热罩尺寸需保证二面角反射器转动过程中不与其内壁接触。
5.如权利要求1所述的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，所述第一反射板和第二反射板采用耐高温金属加工，表面喷涂有高温抗氧化导电涂层。
6.一种基于权利要求1-5任一权利要求所述的斜入射反射率高温测试装置进行斜入射反射率高温测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种吸波材料的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，包括：矢量网络分析仪、发射天线、接收天线、去耦屏、隔热罩、二面角反射器、吸波单元和程控计算机；
2.如权利要求1所述的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，所述发射天线和接收天线可绕自身辐射轴线旋转90°，以实现垂直极化入射和平行极化入射的切换。
3.如权利要求1所述的斜入射反射率高温测试装置，其特征在于，所述待测平板横向尺寸与第一反射板上表面尺寸相同。
4.如权利要求1所述的斜入射反射率高温...
【专利技术属性】
技术研发人员：张云鹏，刘昱琳，牛雪，高冲，余承勇，龙嘉威，郑虎，李恩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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