本發(fā)明屬于電磁測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是微波、毫米波材料行波抑制測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代無(wú)線電技術(shù)和雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，極大地增強(qiáng)了戰(zhàn)爭(zhēng)中搜索和跟蹤目標(biāo)的能力，傳統(tǒng)的飛行器所受到的威脅越來(lái)越嚴(yán)重。對(duì)戰(zhàn)機(jī)而言，隱身能力的高低已成為提高生存能力，獲取不對(duì)稱作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的必不可少的重要手段。當(dāng)電磁波掠入射到導(dǎo)體表面時(shí)，由于存在切向電場(chǎng)分量會(huì)在導(dǎo)體表面激勵(lì)起表面電流形成表面行波，當(dāng)表面電流遇到不連續(xù)處時(shí)，會(huì)向各個(gè)方向產(chǎn)生輻射，其中一部分成為后向散射場(chǎng)，這對(duì)雷達(dá)散射截面(RCS)具有不可忽視的貢獻(xiàn)。作為雷達(dá)吸波材料應(yīng)用基礎(chǔ)的一部分，準(zhǔn)確測(cè)量材料對(duì)于表面行波的抑制性能，特別是研究導(dǎo)體表面涂覆吸波材料對(duì)表面行波的影響，是雷達(dá)吸波材料的研制、減小飛行器雷達(dá)散射截面的研究的必要手段，具有越來(lái)越重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前常用的測(cè)試方法存在測(cè)試材料表面行波激勵(lì)困難效率低、測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜、測(cè)試成本高、測(cè)試效率低等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)雷達(dá)吸波材料的行波抑制性能測(cè)試需求，基于天線激勵(lì)的方式實(shí)現(xiàn)表面行波的高效激勵(lì)和準(zhǔn)確測(cè)試，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)測(cè)試頻率范圍內(nèi)的連續(xù)掃頻測(cè)試，準(zhǔn)確測(cè)量吸波材料在不同頻率下的行波抑制性能。本發(fā)明提供了一種基于天線激勵(lì)方式的高效表面行波激勵(lì)方法，并設(shè)計(jì)組建用于吸波材料行波抑制性能測(cè)試的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)吸波材料行波抑制性能的寬頻段、低成本、高效測(cè)試。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于天線激勵(lì)的吸波材料行波抑制性能測(cè)試裝置，包括行波產(chǎn)生平臺(tái)裝置、超寬帶喇叭天線、電流測(cè)試探頭、信號(hào)能量傳輸系統(tǒng)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和吸波材料；行波產(chǎn)生平臺(tái)裝置采用固定平臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括支撐平臺(tái)、矩形金屬平板、玻璃鋼平板和吸波材料；矩形金屬矩形板平放固定在支撐平臺(tái)上，其上加有玻璃鋼平板，并在矩形金屬平板四周覆蓋上吸波材料；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)過(guò)微波電纜、功率放大器和超寬帶喇叭天線的饋電結(jié)構(gòu)連接；電流測(cè)試探頭經(jīng)過(guò)功率放大器和微波電纜與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相連。

所述超寬帶喇叭天線為雙脊喇叭結(jié)構(gòu)，包括波導(dǎo)過(guò)渡段、喇叭段、脊結(jié)構(gòu)和饋電結(jié)構(gòu)；超寬帶喇叭天線固定在天線固定旋轉(zhuǎn)裝置上，天線固定旋轉(zhuǎn)裝置能在0°～90°的范圍內(nèi)調(diào)整天線的入射角度。

所述電流測(cè)試探頭由同軸線和相應(yīng)的SMA接頭組成；信號(hào)能量傳輸系統(tǒng)是由微波電纜，功率放大器組成。

本發(fā)明的良好效果：

一、在測(cè)試環(huán)境四周放置了吸波材料，以及在金屬板12邊緣加置的吸波材料14，盡可能的減小了空間中來(lái)回反射的雜波以及金屬板12邊緣反射回來(lái)的表面波對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

二、在在金屬平板12前端覆蓋玻璃鋼13，形成了表面波導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，耦合了更多的電磁能量作為表面波傳輸，提高了信噪比，使測(cè)試結(jié)果可信度更高。

三、使用天線固定旋轉(zhuǎn)裝置25能精確的調(diào)整超寬帶喇叭天線2的入射角度。

四、對(duì)于空載的情況使用響應(yīng)校準(zhǔn)，便可以以空載的情況作為基準(zhǔn)，然后對(duì)非空載的情況進(jìn)行測(cè)試，得到材料對(duì)行波的抑制效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1是行波產(chǎn)生平臺(tái)裝置、2是超寬帶喇叭天線、3是電流測(cè)試探頭、4是信號(hào)能量傳輸系統(tǒng)、5是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、6是吸波材料。11是支撐平臺(tái)、12是矩形金屬板、13是玻璃鋼平板、14是吸波材料，25是天線固定旋轉(zhuǎn)裝置，41和42是微波電纜，43和44是功率放大器。

圖2是超寬帶喇叭天線剖面示意圖。

其中，21是波導(dǎo)過(guò)渡段、22是喇叭段、23是脊結(jié)構(gòu)、24是饋電結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

見(jiàn)圖1、圖2，該微波測(cè)試系統(tǒng)的具體工作過(guò)程是：先調(diào)整天線固定旋轉(zhuǎn)裝置25使超寬帶喇叭天線2發(fā)射出的電磁波能以一定的角度掠入射到矩形金屬板12上。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀5通過(guò)電纜42、功率放大器43與超寬帶喇叭天線的饋電結(jié)構(gòu)24的輸入端連接。能量通過(guò)饋電結(jié)構(gòu)24導(dǎo)入喇叭天線2內(nèi)。由天線發(fā)射的電磁波掠入射到前端有玻璃鋼平板覆蓋13的金屬平板12上，并在該平面上形成表面行波，表面行波沿著金屬平板12表面?zhèn)鞑ケ浑娏鳒y(cè)試探頭3接收到，通過(guò)功率放大器44和電纜41輸入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀5，然后針對(duì)空載的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)校準(zhǔn)。再把被測(cè)樣品固定在金屬板11上，并緊貼著玻璃鋼平板13末端，通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀5測(cè)試該情況下的傳輸響應(yīng)。采用比較法獲得被測(cè)材料的行波抑 制結(jié)果。

本發(fā)明在金屬平板12前端部分覆蓋上了玻璃鋼平板13，這樣在電磁波入射到該平面上時(shí)，得到一種更匹配的方式，有更多的電磁能量被束縛在了該平面上，類似于形成了一個(gè)表面波波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)使得更多電磁能量傳播到了電流測(cè)試探頭3處，在外界的電磁干擾不變，那么這么做就有效提高了測(cè)試方法的信噪比，使得測(cè)試結(jié)果的可信度更高了。同時(shí)由于玻璃鋼平板13的存在，測(cè)試樣品就不用完整覆蓋住整塊金屬平板12，大大的減小了測(cè)試樣品的尺寸，降低了樣品制作的難度。

本發(fā)明在金屬板12的四周覆蓋了吸波材料14，盡量減小了表面波在金屬板12邊緣形成的來(lái)回反射，造成波的疊加，減小對(duì)測(cè)試結(jié)果造成的影響。這樣便可以近似的認(rèn)為在金屬板12上傳播的只有單向的表面波，去除了邊緣反射對(duì)測(cè)試結(jié)果的干擾，是測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。

本發(fā)明使用電流測(cè)試探頭3作為接收裝置，由于電流測(cè)試探頭3體積小，能夠盡量靠近金屬板12表面，耦合環(huán)和耦合探針3所含金屬量也較少，這樣對(duì)金屬板表面上的場(chǎng)干擾較小，能夠較準(zhǔn)確的測(cè)量到行波的耦合量，得到較可靠的測(cè)試結(jié)果。

將超寬帶喇叭天線2固定在天線固定旋轉(zhuǎn)裝置25上，矩形金屬板12固定于支撐平臺(tái)11上，將電流測(cè)試探頭3固定于金屬板靠近末端處。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀5的一端口通過(guò)電纜42、功率放大器43與喇叭天線2的饋電結(jié)構(gòu)相連，其二端口通過(guò)電纜41和功率放大器44與電流測(cè)試探頭3相連。

本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行吸波材料行波抑制測(cè)試的方法，步驟是：

步驟1：打開(kāi)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀5，至少預(yù)熱30min，進(jìn)入正常掃頻工作；

步驟2：旋轉(zhuǎn)天線固定旋轉(zhuǎn)裝置25，使喇叭天線2和金屬平板12形成一定角度，能使喇叭天線2產(chǎn)生的電磁波能以某個(gè)固定角度掠入射到金屬表面。

步驟3：玻璃鋼平板13固定放置在金屬平板12前端，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)出空載情況下的傳輸系數(shù)S_21A，進(jìn)行響應(yīng)校準(zhǔn)，S_21A曲線大致為一條直線。

步驟4：以空載的測(cè)試結(jié)果為基準(zhǔn)S_21A，把測(cè)試樣品固定待測(cè)位置上進(jìn)行測(cè)試，得到此狀態(tài)下的傳輸系數(shù)S_21B。

步驟5：將步驟4測(cè)得到的結(jié)果與步驟3結(jié)果做矢量相減。

步驟6：將步驟5得到的差值與樣品長(zhǎng)度做換算，得出單位距離，其振幅的衰減量，即衰減系數(shù)。

其計(jì)算過(guò)程如下：

$SC=\frac{S_{21A}-S_{21B}}{d}$

式中，SC為被測(cè)材料抑制系數(shù)，S_21A和S_21B分別是空載和放置樣品后測(cè)得的傳輸系數(shù)，d為樣品長(zhǎng)度。