CN109358076B - 一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪及测试方法，包括毫米波雷达发射接收机、天线底座、连接板、底座盘、刻度载物盘、金属反射板，毫米波雷达发射接收机的发射接收天线制作在天线底座上，天线底座与连接板的一端进行螺接，底座盘的底部设有带螺孔的凹槽，连接板的另一端通过螺栓与底座盘的螺孔连接，底座盘的上面设有圆形空腔，刻度载物盘安放在圆形空腔内，刻度载物盘上固定设有一块金属反射板，通过本发明的毫米波透波材料折射率测试仪，人们可以对任何毫米波透波材料的折射率进行精确测试，消除此前人们对毫米波透波材料折射率一无所知状态，满足人们对毫米波材料应用的最重要和最基础数据的采集和使用。

Description

一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪及测试方法

技术领域

本发明属于毫米波应用设备技术领域，特别是涉及一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪及测试方法。

背景技术

在毫米波应用领域，人们对各种有机、无机透波材料对毫米波的折射性能均为未知。随着毫米波应用领域的拓展开发，毫米波微带天线的迅速崛起，随之而来的是：虽因毫米波微带天线体积小而给人们带来的应用领域日渐扩张的好处越来越大，但正因为微带天线体积小而使微带天线天生信号很弱，如果不经过信号放大处理，就无法满足微带天线实际应用的需要。因此，就需要对微带天线的发收信号进行放大处理。而最简单有效成本低廉的方法就是使用透镜放大器。这就需要用到毫米波透波材料(以下简称“毫波透材”)。而要设计制造微带天线透镜放大器，就需要准确知道所选用的毫波透材对毫米波的折射性能。亦即需要准确知道毫波透材对各个不同波长的毫米波的折射率。此前，人们对各种毫波透材对毫米波的折射率一无所知。因此，想要得到各种毫波透材的折射率数据，就需要对各个毫波透材的折射率进行测试。就需要设计一种结构简单、测试操作方便、测试数据准确的毫米波透波材料折射仪。

因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。

发明内容

本发明的目的就是提供一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪及测试方法，能有效解决上述长度固定，需要定制的不足之处。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种毫米波透波材料自准直折射率测试方法，包括步骤：1)将待测试的毫米波透波材料三角块的一边紧贴在一块反射板的旁边，使金属反射板保持竖直方向；

2)用毫米波雷达发射接收机发射毫米波束抵达毫米波透波材料三角块被测样品块的一个斜面上穿透该面进入样品内部并从三角块另一斜面穿出后被紧贴在其表面的反射板反射回三角块内部，再穿透三角块另外两个表面的其中一面射出；

3)调节发射波束进入三角块表面的角度，总有一个入射角度能使反射出来的毫米波束沿入射方向原路返回到雷达天线上被雷达接收机检测到该波束的最强峰值回波；

4)用此入射角和三角块靠近反射板一边与毫米波束入射边形成的锐角，就可以准确测定计算出该材料对毫米波的精确折射率。

一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪，包括毫米波雷达发射接收机、天线底座、连接板、底座盘、刻度载物盘、金属反射板，所述毫米波雷达发射接收机的发射接收天线制作在天线底座上，所述天线底座与连接板的一端进行螺接，所述底座盘的底部设有带螺孔的凹槽，所述连接板的另一端通过螺栓与底座盘的螺孔连接，所述底座盘的上面设有圆形空腔，所述刻度载物盘安放在圆形空腔内，刻度载物盘的表面与底座盘的边沿上表面平齐，所述刻度载物盘上设有弧度刻度线，所述刻度载物盘上固定设有一块金属反射板。

作为优选，所述天线底座与连接板连接的一面有丝口，丝口上螺接透镜放大器。

作为优选，所述连接板与天线底座连接的一端安装有吸波降噪套。

作为优选，所述刻度载物盘上固定设有两块金属透波板，所述两块金属透波板在同一直线上，且两块金属透波板形成的的直线与金属反射板形成锐角，两块金属透波板之间空出一个间隙。

作为优选，所述金属反射板在竖直方向位置的时候，两块金属透波板之间的间隙对准毫米波雷达发射接收机的信号发射接收天线。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明可以对任何毫米波透波材料的折射率进行精确测试，消除此前人们对毫米波透波材料折射率一无所知状态，满足人们对毫米波材料应用的最重要和最基础数据的采集和使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的原理示意图一；

图3是本发明的原理示意图二；

图4是本发明的原理示意图三。

附图标记说明：1-毫米波雷达发射接收机，2-天线底座，3-透镜放大器，4-连接板，5-刻度线，6-底座盘，7-刻度载物盘，8-金属透波板，9-金属反射板，10-三角块。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一

如图1至图4所示，一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪及测试方法，包括毫米波雷达发射接收机1、天线底座2、连接板4、底座盘6、刻度载物盘7、金属反射板9、金属透波板8，天线底座2与连接板4的一端进行螺接，底座盘6的底部设有带螺孔的凹槽，连接板4的另一端通过螺栓与底座盘6的螺孔连接，底座盘6的上面设有圆形空腔，刻度载物盘7安放在圆形空腔内，刻度载物盘7的表面与底座盘6的边沿上表面平齐，刻度载物盘7与连接板4连接处的中心位置为起始点在刻度盘载物上设有0°逆时针方向至90°的刻度线5，金属透波板8有两块并且都竖直固定在刻度载物盘7上，两块金属透波板8之间空隙中心对准刻度的0°位置，金属反射板9与上面的一块金属透波板成锐角固定形成一个三角形的测试区，将待测试的毫波透材三角块10放在测试区处，当一束毫米波i经过毫波透材三角块的界面，以界面法线夹角为α角度入射到三角块内部后，发生折射形成出射角为β的毫米波束i’，随着入射角α的变化，折射角β也随之变化。当β角使折射毫米波束刚刚垂直于图中三角块锐角的另一面时，这另一面将按原路直接反射这束毫米波，使这束毫米波按入射路径直接回到毫米波发射天线发射源处。当毫米波从天线底座发出后，经过连接板射向测试区，此时的毫米波回波为金属透波板8的0°角度位的距离的回波，手动转动刻度载物盘，使其上的90°刻度线5向底座盘6上的指针刻度5的方向旋转，此时金属透波板8距离位置的回波消失，在动态监测软件距离强度表上只有杂波跳跃动态图形，当转动到回波信号为金属反射板9返回的自准直信号时，此时在动态监测软件距离强度表上会突然增加一个较大的信号，信号距离是毫米波发收源到金属透波板8的距离+毫米波在被测透波材料内通过的距离，此时记下这个信号对应的刻度载物盘7上的角度数，运用折射率计算公式就可以得到被测材料的折射率，即

n＝sinα/sinβ

因为β＝γ

也就是n＝sinα/sinγ(α为入射角，β为出射角，γ为金属透波板与金属反射板的夹角，n被测材料的折射率)。

本实施例中，通过几何关系很容易证明，此时的入射角是刻度载物盘读出的角度，出射角就是毫米波透波材料锐角的角度。因此，只要是找到了突然出现的回波较大的信号，记录下此时的角度度数，就可以计算出这种材料的对该波长毫米波的折射率，在给定毫米波波长的发收源情况下，更换不同的透波材料三角块，通过上述方式就可以测定各个不同的透波材料对该波长毫米波的折射率；更换不同波长的毫米波发收源，就可以测定不同波长毫米波相对不同透波材料的折射率。

实施例二

如图1至图4所示，一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪，包括毫米波雷达发射接收机1、天线底座2、连接板4、底座盘6、刻度载物盘7、金属反射板9、金属透波板8，天线底座2与连接板4的一端进行螺接，底座盘6的底部设有带螺孔的凹槽，连接板4的另一端通过螺栓与底座盘6的螺孔连接，底座盘6的上面设有圆形空腔，刻度载物盘7安放在圆形空腔内，刻度载物盘7的表面与底座盘6的边沿上表面平齐，刻度载物盘7与连接板4连接处的中心位置为起始点在刻度盘载物上设有0°逆时针方向至90°的刻度线5，金属透波板8有两块并且都竖直固定在刻度载物盘7上，两块金属透波板8之间空隙中心对准刻度的0°位置，金属反射板9与上面的一块金属透波板成锐角固定形成一个三角形的测试区，天线底座2与连接板4连接的一面有丝口，丝口上螺接透镜放大器3。

本实施例中，安装一个透镜放大器，使发射的毫米波信号放大，增强被测信号，更有利于快速准确的检测。

实施例三

如图1至图4所示，一种毫米波透波材料自准直折射率测试仪，包括毫米波雷达发射接收机1、天线底座2、连接板4、底座盘6、刻度载物盘7、金属反射板9、金属透波板8，天线底座2与连接板4的一端进行螺接，底座盘6的底部设有带螺孔的凹槽，连接板4的另一端通过螺栓与底座盘6的螺孔连接，底座盘6的上面设有圆形空腔，刻度载物盘7安放在圆形空腔内，刻度载物盘7的表面与底座盘6的边沿上表面平齐，刻度载物盘7与连接板4连接处的中心位置为起始点在刻度盘载物上设有0°逆时针方向至90°的刻度线5，金属透波板8有两块并且都竖直固定在刻度载物盘7上，两块金属透波板8之间空隙中心对准刻度的0°位置，金属反射板9与上面的一块金属透波板成锐角固定形成一个三角形的测试区，连接板4与天线底座2连接的一端安装有吸波降噪套。

本实施例中，设置一个吸波降噪套减少了杂波干扰使毫透折测仪在测量时经由此通道反射回的毫米波信号噪波大大降低，使毫米波回波测试结果更加突出和精准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种毫米波透波材料自准直折射率测试方法，其特征在于，利用折射仪测试，所述折射仪包括毫米波雷达发射接收机（1）、天线底座（2）、连接板（4）、底座盘（6）、刻度载物盘（7）、金属反射板（9），所述毫米波雷达发射接收机（1）的发射接收天线制作在天线底座（2）上，所述天线底座（2）与连接板（4）的一端进行螺接，所述底座盘（6）的底部设有带螺孔的凹槽，所述连接板（4）的另一端通过螺栓与底座盘（6）的螺孔连接，所述底座盘（6）的上面设有圆形空腔，所述刻度载物盘（7）安放在圆形空腔内，刻度载物盘（7）的表面与底座盘（6）的边沿上表面平齐，所述刻度载物盘（7）上设有弧度刻度线（5），所述刻度载物盘（7）上固定设有一块金属反射板（9）；

测试方法包括以下步骤：

1）将待测试的毫米波透波材料三角块（10）的一边紧贴在一块金属反射板旁边，使金属反射板保持竖直方向；

2）用毫米波雷达发射接收机（1）发射毫米波束抵达毫米波透波材料三角块（10）被测样品块的一个斜面上穿透该面进入样品内部并从三角块（10）另一斜面穿出后被紧贴在其表面的金属反射板反射回三角块内部，再穿透三角块（10）另外两个表面的其中一面射出；

3）适当调节发射波束进入三角块（10）表面的角度，总有一个入射角度能使反射出来的毫米波束沿入射方向原路返回到发射接收天线上被毫米波雷达发射接收机（1）检测到该波束的最强峰值回波；

4）用此入射角和三角块（10）靠近金属反射板一边与毫米波束入射边形成的锐角，就可以准确测定计算出该材料对毫米波的精确折射率。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波透波材料自准直折射率测试方法，其特征在于：所述天线底座（2）与连接板（4）连接的一面有丝口，丝口上螺接透镜放大器（3）。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波透波材料自准直折射率测试方法，其特征在于：所述连接板（4）与天线底座（2）连接的一端安装有吸波降噪套。

4.根据权利要求1所述的一种毫米波透波材料自准直折射率测试方法，其特征在于：所述刻度载物盘（7）上固定设有两块金属透波板（8），所述两块金属透波板（8）在同一直线上，且两块金属透波板（8）形成的直线与金属反射板（9）形成锐角，两块金属透波板（8）之间空出一个间隙。

5.根据权利要求4所述的一种毫米波透波材料自准直折射率测试方法，其特征在于：所述金属反射板（9）在竖直方向位置的时候，两块金属透波板（8）之间的间隙对准毫米波雷达发射接收机（1）的信号发射接收天线。

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