CN104698011A - 吸波材料高频吸波性能测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸波材料高频吸波性能测试装置及测试方法，包括矢量网格分析仪、接收天线测试电缆、发射天线测试电缆、发射天线、接收天线、天线支架、测试台、背景吸波材料和真空罐；其中，发射天线、接收天线、天线支架、测试台和背景吸波材料均设置在真空罐的内侧；矢量网格分析仪设置在真空罐的外侧；矢量网格分析的输出端通过发射天线测试电缆连接发射天线；矢量网格分析的输入端通过接收天线测试电缆连接接收天线；发射天线和接收天线设置在所支架上且能够沿天线支架移动；背景吸波材料设置在测试台和天线支架的外侧。本发明设置有控温装置，可以精确控制待测试吸波材料的温度，测试不同温度下吸波材料的吸波性能。

Description

吸波材料高频吸波性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及吸波材料测试技术，具体地，涉及一种吸波材料高频吸波性能测试装置及测试方法。

背景技术

星载天线在发射升空之前，必须在空间环境模拟室内进行模拟空间冷黑环境的真空热试验，以检验其热设计的合理性和考核其单机的高低温性能。由于空间环境模拟室内部的热沉和真空容器壁以及工装吊具等全部为金属材料，金属材料对于微波具有很好的反射效果，因此需要在真空罐内布置耐真空吸波材料，吸收星载天线发射的功率，避免过大的反射功率，造成天线接收单元敏感元件的损坏。为了完成星载天线保证微波暗室在不同的试验工况，其吸波性能都能满足要求，需要对吸波材料在真空环境、不同温度下的吸波性能进行测试验证。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种吸波材料高频吸波性能测试装置及测试方法。

根据本发明的一个方面提供的吸波材料高频吸波性能测试装置，包括矢量网格分析仪(8)、接收天线测试电缆(9)、发射天线测试电缆、发射天线(2)、接收天线(1)、天线支架、测试台(7)、背景吸波材料(5)和真空罐(11)；

其中，所述发射天线(2)、所述接收天线(1)、所述天线支架、所述测试台(7)和所述背景吸波材料(5)均设置在所述真空罐(11)的内侧；所述矢量网格分析仪(8)设置在所述真空罐(11)的外侧；

所述矢量网格分析(8)的输出端通过发射天线测试电缆连接所述发射天线(2)；所述矢量网格分析(8)的输入端通过接收天线测试电缆(9)连接所述接收天线(1)；所述发射天线(2)和所述接收天线(1)设置在所述天线支架上且能够沿所述天线支架移动；

所述测试台(7)设置在所述天线支架的下侧；所述背景吸波材料(5)设置在所述测试台(7)和所述天线支架的周边。

优选地，还包括反射金属板(6)；

所述反射金属板(6)设置在所述测试台(7)的上端面上。

优选地，还包括控温装置(10)；所述控温装置(10)设置在所述反射金属板(6)的上侧；所述控温装置(10)包括加热片和热电偶；所述加热片用于待测试材料的加热；所述热电偶用于待测试材料实时温度的采集。

优选地，所述天线支架采用拱形架(3)；

所述发射天线(2)和所述接收天线(1)在拱形架(3)上独立移动且指向所述拱形架(3)的圆心；

所述测试台(7)设置在所述拱形架(3)的圆心。

优选地，所述接收天线(1)和所述发射天线(2)之间经由待测吸波材料发射路径的距离满足：

$R=\frac{2D^2}{\mathrm{\λ}}---\left(1\right)$

其中，R为从发射天线(2)相位中心经由待测材料的反射路径到接收天线(1)相位中心的距离；D为所述接收天线(1)和所述发射天线(2)的口径；λ为接收天线(1)和发射天线(2)在工作频率下所对应的波长。

优选地，所述测试台(7)设置有多个可调节的高度。

根据本发明的另一个方面提供的吸波材料性能测试方法，包括如下步骤：

步骤1：将矢量网络分析仪通电预热，设定测试频率，选择测试参数；

步骤2：对矢量网络分析仪进行直通校准；

步骤3：在测试台上端面铺设反射金属板后进行测试，记录测试结果并作为参考电平；

步骤4：进行控温装置的热响应测试；

步骤5、将待测试吸波材料置于反射金属板上，关闭真空罐，开始抽真空；

步骤6、待真空度达到设定值以后，测试待测试吸波材料在不同温度下的反射电平，吸波材料的反射电平与反射金属板的反射电平的分贝差即为待测吸波材料的反射率。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的吸波材料高频吸波性能测试装置，发射天线、接收天线、天线支架、测试台和背景吸波材料均设置在所述真空罐的内侧，可以测试吸波材料在真空环境的吸波性能；

2、本发明设置有控温装置，可以精确控制待测试吸波材料的温度，测试不同温度下吸波材料的吸波性能；

3、本发明通过采用改进的拱形测试吸波材料在真空环境、不同温度水平下的吸波性能，减小测试系统的乱真干扰，提高测试精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中真空环境下吸波材料高频吸波性能测试装置的结构示意图。

图中：

1 为接收天线；

2 为发射天线；

3 为拱形架；

4 为待测试材料；

5 为背景吸波材料；

6 为反射金属板；

7 为测试台；

8 为矢量网络分析仪；

9 为接收和发射天线测试电缆；

10 为控温装置；

11 为真空罐。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的吸波材料高频吸波性能测试装置，包括矢量网格分析仪8、接收天线测试电缆9、发射天线测试电缆、发射天线2、接收天线1、天线支架、测试台7、背景吸波材料5和真空罐11；其中，所述发射天线2、所述接收天线1、所述天线支架、所述测试台7和所述背景吸波材料5均设置在所述真空罐11的内侧；所述矢量网格分析仪8设置在所述真空罐11的外侧；所述矢量网格分析8的输出端通过发射天线测试电缆连接所述发射天线2；所述矢量网格分析8的输入端通过接收天线测试电缆9连接所述接收天线1；所述发射天线2和所述接收天线1设置在所述天线支架上且能够沿所述天线支架移动；所述接收天线1所述发射天线2间经由待测吸波材料发射路径的距离满足：

$R=\frac{2D^2}{\mathrm{\λ}}---\left(1\right)$

其中，R为从发射天线2位中心经由待测材料的反射路径到接收天线1位中心的距离；D为所述接收天线1所述发射天线2口径；λ为接收天线1发射天线在其工作频率下所对应的波长。

所述测试台7设置在所述天线支架的下侧；所述背景吸波材料5设置在所述测试台7和所述天线支架的外侧，具体为，为减少发射天线、接收天线间的直接耦合、拱形架及真空罐的的反射、待测吸波材料边缘的散射等因素影响，拱形架3与测试台7周围放置背景吸波材料5。

所述天线支架采用拱形架3；所述发射天线2和所述接收天线1在拱形架3上独立移动且指向所述拱形架3的圆心；所述测试台7设置在所述拱形架3的圆心。所述测试台7设置有多个可调节的高度。

本发明提供的吸波材料高频吸波性能测试装置，还包括反射金属板6；所述反射金属板6设置在所述测试台7的上端面上。

本发明提供的吸波材料高频吸波性能测试装置，还包括控温装置10；所述控温装置10设置在所述反射金属板6的上侧，控温装置10用于对待测试材料4进行各种温度下的调节，以测试不同温度下待测试材料4的反射率。所述控温装置10包括加热片和热电偶；所述加热片用于待测试材料的加热；所述热电偶用于待测试材料实时温度的采集。

所述拱形架、测试台7均采用非金属材料制成，对微波信号无反射作用，同时又可在真空条件下使用，一般为聚四氟乙烯材料。

在本是实例中，本发明提供的吸波材料性能测试方法，包括如下步骤：

步骤1：将矢量网络分析仪通电预热至少15min，设定测试频率，选择测试参数；

步骤2：对矢量网络分析仪进行直通校准，具体为，校准包括接收天线测试电缆和发射天线测试电缆9的通路；

步骤3：在测试台上端面铺设反射金属板后进行测试，记录测试结果并作为参考电平；

步骤4：进行控温装置的热响应测试；

步骤5、将待测试吸波材料置于反射金属板上，关闭真空罐，开始抽真空；

步骤6、待真空度达到设定值以后，具体为1.33×10^-3Pa后，测试待测试吸波材料在不同温度下的反射电平，吸波材料的反射电平与反射金属板的反射电平的分贝差即为待测吸波材料的反射率。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种吸波材料高频吸波性能测试装置，其特征在于，包括矢量网格分析仪(8)、接收天线测试电缆(9)、发射天线测试电缆、发射天线(2)、接收天线(1)、天线支架、测试台(7)、背景吸波材料(5)和真空罐(11)；

其中，所述发射天线(2)、所述接收天线(1)、所述天线支架、所述测试台(7)和所述背景吸波材料(5)均设置在所述真空罐(11)的内侧；所述矢量网格分析仪(8)设置在所述真空罐(11)的外侧；

所述矢量网格分析(8)的输出端通过发射天线测试电缆连接所述发射天线(2)；所述矢量网格分析(8)的输入端通过接收天线测试电缆(9)连接所述接收天线(1)；所述发射天线(2)和所述接收天线(1)设置在所述天线支架上且能够沿所述天线支架移动；

所述测试台(7)设置在所述天线支架的下侧；所述背景吸波材料(5)设置在所述测试台(7)和所述天线支架的周边。

2.根据权利要求1所述的吸波材料高频吸波性能测试装置，其特征在于，还包括反射金属板(6)；

所述反射金属板(6)设置在所述测试台(7)的上端面上。

3.根据权利要求2所述的吸波材料高频吸波性能测试装置，其特征在于，还包括控温装置(10)；所述控温装置(10)设置在所述反射金属板(6)的上侧；所述控温装置(10)包括加热片和热电偶；所述加热片用于待测试材料的加热；所述热电偶用于待测试材料实时温度的采集。

4.根据权利要求1所述的吸波材料高频吸波性能测试装置，其特征在于，所述天线支架采用拱形架(3)；

所述发射天线(2)和所述接收天线(1)在拱形架(3)上独立移动且指向所述拱形架(3)的圆心；

所述测试台(7)设置在所述拱形架(3)的圆心。

5.根据权利要求1所述的吸波材料高频吸波性能测试装置，其特征在于，所述接收天线(1)和所述发射天线(2)之间经由待测吸波材料发射路径的距离满足：

$R=\frac{{2D}^2}{\mathrm{\λ}}---\left(1\right)$

其中，R为从发射天线(2)相位中心经由待测材料的反射路径到接收天线(1)相位中心的距离；D为所述接收天线(1)和所述发射天线(2)的口径；λ为接收天线(1)和发射天线(2)在工作频率下所对应的波长。

6.根据权利要求1所述的吸波材料高频吸波性能测试装置，其特征在于，所述测试台(7)设置有多个可调节的高度。

7.一种吸波材料性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将矢量网络分析仪通电预热，设定测试频率，选择测试参数；

步骤2：对矢量网络分析仪进行直通校准；

步骤3：在测试台上端面铺设反射金属板后进行测试，记录测试结果并作为参考电平；

步骤4：进行控温装置的热响应测试；

步骤5、将待测试吸波材料置于反射金属板上，关闭真空罐，开始抽真空；

步骤6、待真空度达到设定值以后，测试待测试吸波材料在不同温度下的反射电平，吸波材料的反射电平与反射金属板的反射电平的分贝差即为待测吸波材料的反射率。