CN111896559A - 一种隐形材料性能衰变点频式检测方法及其系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种隐形材料性能衰变点频式检测方法及其系统装置，采用对隐身飞机等交通工具被测对象的标准新产品分区域的隐形性能标定参数值，与其服役过程中定期监控检测的隐形性能参数值对比分析的方法，实现了对隐身飞机等交通工具的隐形性能衰变的日常监控和失效寿命的预警。采用各波段的点频检测方式，测知隐身材料对不同频率的透过性及反射特性，即电波传播的损耗与相移，从而得出材料的隐身性能，可实现较大带宽和线性检测。检测探头内的阵列式微波天线角度位置可调节，实现不同入射角的隐身性能的检测。
Description
技术领域
本发明涉及飞机等交通工具隐形材料的检测技术领域，具体涉及雷达吸波材料隐形性能的无损检测，特别是涉及一种隐形材料性能衰变点频式检测方法及其系统装置。
背景技术
现代作战飞机的一个重要特点是具有在相控阵雷达扫描下的隐身功能。隐身飞机的隐形性能技术一般包括在飞机外形结构设计中、及其雷达吸波材料技术上。
然而，隐身飞机在使用的过程中外形结构会因为磕碰或承受应力等而变形，雷达吸波材料也会受到日常使用中的各种腐蚀和刮擦等影响，因此，隐身飞机的隐形性能在其服役过程中具有一定衰变失效的寿命过程。
因此对隐身飞机的隐形性能的日常监控检测设备的研制非常的有必要，特别是发射小功率的便携式仪器，需要实现更好地评估战机各部位入射角的隐身性能，作为日常监控检修。目前的扫频收发设备，不容易做到较大带宽和线性检测，也很难实现各部位多入射角度的隐形性能检测。
针对以上缺点问题，本发明采用如下技术方案进行改善。
发明内容
本发明的目的提供一种隐形材料性能衰变点频式检测方法及其系统装置，公开的技术方案如下：
一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于由多个不同位置阵列式天线组成的检测探头向被测对象发射和接收不同波段频率的微波雷达信号，具体步骤如下：
a.标定参数信息采集：将新出厂的被测对象产品的标准隐形材料分解为多个区域部分，分别检测采集多个这些区域部分分别检测采集多个这些区域部分隐形材料性能的参数标定值，存储于检测分析仪器；
b.产品定期监控检测：定期检测被测产品隐形材料性能的各项参数值，分别检测a步骤中划分的各区域的参数值；
c.参数对比衰变分析：将b步骤中定期检测的多个区域隐形材料性能的参数值与a步骤中对应的多个区域隐形材料性能的参数标定值进行对比分析，判断隐形材料性能衰变状态；
d.数据记录显示报警：记录隐形材料性能衰变的分析数据，存储和显示于检测分析仪器，超出设定的预定值发出报警。
其中，步骤a中的各区域标定值参数信息采集的检测方法步骤如下：
a1. 波段设置：设置微波发生器的不同频率波段；
b1. 频率选择：选择其中一个波段的一个频率点；
c1. 微波发射：微波发生器依照设置的波段和顺序向检测探头发射微波；
d1. 微波接收：切换探头接收微波后，选择相应频率的放大器耦合，传送给检测分析仪；
e1. 数据分析：检测分析仪对接收的微波进行数据信号分析后，显示于显示装置；
返回步骤b1，选择另一个频率点重复检测过程。
其中，步骤b中的各区域各项参数值的检测方法步骤如下：
a2. 频率选择：选择a1步骤中设置的一个波段的一个频率点；
b2. 微波发射：微波发生器依照选择的波段和顺序向检测探头发射微波；
c2. 微波接收：切换探头接收微波后，选择相应频率的放大器耦合，传送给检测分析仪；
d2. 数据分析：检测分析仪对接收的微波进行数据信号分析后，显示于显示装置；
返回步骤a2，选择另一个频率点重复检测过程。
所述的不同频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于：所述的检测过程还包括检测探头内部阵列式天线的位置方向调整步骤，设定在微波发射步骤和微波接收步骤之间，为可重复分别调整检测探头内阵列的天线的不同方向，实现不同角度的发射和接收微波信号。
本发明还公开一种隐形材料性能衰变点频式监控检测系统，用于飞机等隐形交通工具使用过程中的隐身性能衰变监控检测，所述的监控检测系统(6)包括用于对被测对象新产品出厂标准参数信息采集的标定模块(61)、以及对被测对象产品使用过程中监控检测的监控模块(62)。
其中，所述的标定模块(61)包括被测标准产品区域划分模块(611)、 标定值参数检测采集模块(612)及其检测过程中用于使用不同微波雷达频率的雷达频率设置选择模块(614)、和标定值参数存储模块(613)；所述的监控模块(62)包括定期隐形性能监控检测模块(621)及其监控检测中用于选择不同微波雷达信号的雷达频率选择模块(624)、参数对比分析衰变判定模块(622)、 衰变数据存储模块(623) 、以及数据记录显示报警模块(625)。
其中，所述的雷达频率设置选择模块(614)设置和选择的不同频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
所述系统(6)还包括用于控制调整检测探头内阵列式天线的位置和方向的天线位置方向调整模块(63)。
另外，本发明还公开了一种隐形材料性能衰变点频式监控检测装置，用于飞机等隐身交通工具被测对象(5)的隐形性能衰变监控检测，包括具有显示器(11)、分析记录仪(12)、集成放大器(16)、微波雷达发生器(14)的检测仪(1)、引导线(3)、检测探头(2)，其特征在于：所述检测探头(2)还包括通过集成微波环行器(4)耦合连接于微波发生器(14)的阵列式微波天线(22)。
其中，所述微波雷达发生器(14)为多频率微波雷达发生器，阵列式天线(22)通过所述集成微波环行器(4)接收所述微波雷达发生器(14)发送的各种频率微波雷达。
以及，还包括集成式多频率放大器(16)，所述阵列式微波天线(22)通过集成微波环行器(4)连接于集成式多频率放大器(16)将接收的反射微波信号传送于分析记录仪(12)，集成放大器(16)用于传输不同波段频率的微波雷达信号给分析记录仪(12)。
所述的检测探头(2)内的阵列式微波天线(22)顺序地发射不同波段的选定频率微波信号、其它所有阵列式微波天线(22)接收微波信号，调整阵列式微波天线(22)的位置和方向后，重新顺序地发射不同波段的选定频率微波信号、其它所有阵列式微波天线(22)接收微波信号，反复检测各种角度的微波雷达反射参数值。
所述的集成放大器(16)为分别用于传输不同波段频率的微波信号给分析记录仪(12)，分别接收频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
据以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
一、采用对隐身飞机等交通工具被测对象的标准新产品分区域的隐形性能标定参数值，与其服役过程中定期监控检测的隐形性能参数值对比分析的方法，实现了对隐身飞机等交通工具的隐形性能衰变的日常监控和失效寿命的预警。
二、采用各波段的点频检测方式，测知隐身材料对不同频率的透过性及反射特性，即电波传播的损耗与相移，从而得出材料的隐身性能，可实现较大带宽和线性检测。
三、检测探头内的阵列式微波天线角度位置可调节，实现不同入射角的隐身性能的检测，而且，每一波段的选定频率均实现不同角度的检测，实现被测品的各部位的多入射角度的隐身性能检测。
附图说明
图1为本发明最佳实施例的整体示意图;
图2为本发明最佳实施例的电路模块示意图;
图3为本发明最佳实施例的整体监控检测流程示意图;
图4为本发明最佳实施例的标定参数值检测流程示意图;
图5为为本发明最佳实施例的监控检测流程示意图;
图6为本发明最佳实施例的系统模块示意图;
图7为本发明最佳实施例的探头阵列式天线调整角度示意图;
图8为本发明最佳实施例的探头阵列式天线调整角度示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图3所示，一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，由多个不同位置阵列式天线组成的检测探头向被测对象发射和接收不同波段频率的微波雷达信号，具体步骤如下：
a.标定参数信息采集：将新出厂的被测对象产品的标准隐形材料分解为多个区域部分，分别检测采集多个这些区域部分分别检测采集多个这些区域部分隐形材料性能的参数标定值，存储于检测分析仪器；
b.产品定期监控检测：定期检测被测产品隐形材料性能的各项参数值，分别检测a步骤中划分的各区域的参数值；
c.参数对比衰变分析：将b步骤中定期检测的多个区域隐形材料性能的参数值与a步骤中对应的多个区域隐形材料性能的参数标定值进行对比分析，判断隐形材料性能衰变状态；
d.数据记录显示报警：记录隐形材料性能衰变的分析数据，存储和显示于检测分析仪器，超出设定的预定值发出报警。
如图4所示，其中，步骤a中的各区域标定值参数信息采集的检测方法步骤如下：
a1. 波段设置：设置微波发生器的不同频率波段；
b1. 频率选择：选择其中一个波段的一个频率点；
c1. 微波发射：微波发生器依照设置的波段和顺序向检测探头发射微波；
d1. 微波接收：切换探头接收微波后，选择相应频率的放大器耦合，传送给检测分析仪；
e1. 数据分析：检测分析仪对接收的微波进行数据信号分析后，显示于显示装置；
返回步骤b1，选择另一个频率点重复检测过程。
如图5所示，其中，步骤b中的各区域各项参数值的检测方法步骤如下：
a2. 频率选择：选择a1步骤中设置的一个波段的一个频率点；
b2. 微波发射：微波发生器依照选择的波段和顺序向检测探头发射微波；
c2. 微波接收：切换探头接收微波后，选择相应频率的放大器耦合，传送给检测分析仪；
d2. 数据分析：检测分析仪对接收的微波进行数据信号分析后，显示于显示装置；
返回步骤a2，选择另一个频率点重复检测过程。
所述的不同频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于：所述的检测过程还包括检测探头内部阵列式天线的位置方向调整步骤，设定在微波发射步骤和微波接收步骤之间，为可重复分别调整检测探头内阵列的天线的不同方向，实现不同角度的发射和接收微波信号。
如图6所示，本发明还公开一种隐形材料性能衰变点频式监控检测系统，用于飞机等隐形交通工具使用过程中的隐身性能衰变监控检测，所述的监控检测系统6包括用于对被测对象新产品出厂标准参数信息采集的标定模块61、以及对被测对象产品使用过程中监控检测的监控模块62。
其中，所述的标定模块61包括被测标准产品区域划分模块611、 标定值参数检测采集模块612及其检测过程中用于使用不同微波雷达频率的雷达频率设置选择模块614、和标定值参数存储模块613；所述的监控模块62包括定期隐形性能监控检测模块621及其监控检测中用于选择不同微波雷达信号的雷达频率选择模块624、参数对比分析衰变判定模块622、 衰变数据存储模块623 、以及数据记录显示报警模块625其中，所述的雷达频率设置选择模块614设置和选择的不同频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
所述系统6还包括用于控制调整检测探头内阵列式天线的位置和方向的天线位置方向调整模块63。
另外，如图1和图2所示，本发明还公开了一种隐形材料性能衰变点频式监控检测装置，用于飞机等隐身交通工具被测对象5的隐形性能衰变监控检测，包括具有显示器11、分析记录仪12、集成放大器16、微波雷达发生器14的检测仪1、引导线3、检测探头2，其特征在于：所述检测探头2还包括通过集成微波环行器4耦合连接于微波发生器14的阵列式微波天线22。
其中，所述微波雷达发生器14为多频率微波雷达发生器，阵列式天线22通过所述集成微波环行器4接收所述微波雷达发生器14发送的各种频率微波雷达。
以及，还包括集成式多频率放大器16，所述阵列式微波天线22通过集成微波环行器4连接于集成式多频率放大器16将接收的反射微波信号传送于分析记录仪12，集成放大器16用于传输不同波段频率的微波雷达信号给分析记录仪12。
所述的检测探头2内的阵列式微波天线22顺序地发射不同波段的选定频率微波信号、其它所有阵列式微波天线22接收微波信号，调整阵列式微波天线22的位置和方向后，重新顺序地发射不同波段的选定频率微波信号、其它所有阵列式微波天线22接收微波信号，反复检测各种角度的微波雷达反射参数值。
所述的集成放大器16为分别用于传输不同波段频率的微波信号给分析记录仪12，分别接收频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
如图1图、图7和图8所示，一种隐形材料性能衰变点频式监控检测装置，还包括设置于检测探头2的外壳21上的报警装置，当检测的隐形性能参数超过预设的阀值时，发出报警信号，报警信号为蜂鸣器25发出声音报警，或者指示灯26发出灯光颜色示警。
还包括方向调节装置24，所述方向调节装置24包括阵列式天线连接面241，所述的检测探头2的阵列式微波天线22 环形排列设置于连接面241。方向调节装置24还包括控制连接面241曲面变化的推动装置242。
以上为本发明的其中一种实施方式。此外，需要说明的是，凡依本专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本专利的保护范围内。
Claims (10)
1.一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于由多个不同位置阵列式天线组成的检测探头向被测对象发射和接收不同波段频率的微波雷达信号，具体步骤如下：
a.标定参数信息采集：将新出厂的被测对象产品的标准隐形材料分解为多个区域部分，分别检测采集多个这些区域部分分别检测采集多个这些区域部分隐形材料性能的参数标定值，存储于检测分析仪器；
b.产品定期监控检测：定期检测被测产品隐形材料性能的各项参数值，分别检测a步骤中划分的各区域的参数值；
c.参数对比衰变分析：将b步骤中定期检测的多个区域隐形材料性能的参数值与a步骤中对应的多个区域隐形材料性能的参数标定值进行对比分析，判断隐形材料性能衰变状态；
d.数据记录显示报警：记录隐形材料性能衰变的分析数据，存储和显示于检测分析仪器，超出设定的预定值发出报警。
2.根据权利要求1所述的一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于：所述的步骤a中的各区域标定值参数信息采集的检测方法步骤如下：
a1. 波段设置：设置微波发生器的不同频率波段；
b1. 频率选择：选择其中一个波段的一个频率点；
c1. 微波发射：微波发生器依照设置的波段和顺序向检测探头发射微波；
d1. 微波接收：切换探头接收微波后，选择相应频率的放大器耦合，传送给检测分析仪；
e1. 数据分析：检测分析仪对接收的微波进行数据信号分析后，显示于显示装置；
返回步骤b1，选择另一个频率点重复检测过程。
3.根据权利要求1所述的一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于：所述的步骤b中的各区域各项参数值的检测方法步骤如下：
a2. 频率选择：选择a1步骤中设置的一个波段的一个频率点；
b2. 微波发射：微波发生器依照选择的波段和顺序向检测探头发射微波；
c2. 微波接收：切换探头接收微波后，选择相应频率的放大器耦合，传送给检测分析仪；
d2. 数据分析：检测分析仪对接收的微波进行数据信号分析后，显示于显示装置；
返回步骤a2，选择另一个频率点重复检测过程。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于：所述的不同频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种隐形材料性能衰变点频式检测方法，其特征在于：所述的检测过程还包括检测探头内部阵列式天线的位置方向调整步骤，设定在微波发射步骤和微波接收步骤之间，为可重复分别调整检测探头内阵列的天线的不同方向，实现不同角度的发射和接收微波信号。
6.一种隐形材料性能衰变点频式监控检测系统，用于飞机等隐形交通工具使用过程中的隐身性能衰变监控检测，所述的监控检测系统(6)包括用于对被测对象新产品出厂标准参数信息采集的标定模块(61)、以及对被测对象产品使用过程中监控检测的监控模块(62)；
其中，所述的标定模块(61)包括被测标准产品区域划分模块(611)、 标定值参数检测采集模块(612)及其检测过程中用于使用不同微波雷达频率的雷达频率设置选择模块(614)、和标定值参数存储模块(613)；所述的监控模块(62)包括定期隐形性能监控检测模块(621)及其监控检测中用于选择不同微波雷达信号的雷达频率选择模块(624)、参数对比分析衰变判定模块(622)、 衰变数据存储模块(623) 、以及数据记录显示报警模块(625)；
其中，所述的雷达频率设置选择模块(614)设置和选择的不同频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
7.根据权利要求6所述的一种隐形材料性能衰变点频式监控检测系统，其特征在于：所述系统(6)还包括用于控制调整检测探头内阵列式天线的位置和方向的天线位置方向调整模块(63)。
8.一种隐形材料性能衰变点频式监控检测装置，用于飞机等隐身交通工具被测对象(5)的隐形性能衰变监控检测，包括具有显示器(11)、分析记录仪(12)、集成放大器(16)、微波雷达发生器(14)的检测仪(1)、引导线(3)、检测探头(2)，其特征在于：所述检测探头(2)还包括通过集成微波环行器(4)耦合连接于微波发生器(14)的阵列式微波天线(22)；
其中，所述微波雷达发生器(14)为多频率微波雷达发生器，阵列式天线(22)通过所述集成微波环行器(4)接收所述微波雷达发生器(14)发送的各种频率微波雷达；
以及，还包括集成式多频率放大器(16)，所述阵列式微波天线(22)通过集成微波环行器(4)连接于集成式多频率放大器(16)将接收的反射微波信号传送于分析记录仪(12)，集成放大器(16)用于传输不同波段频率的微波雷达信号给分析记录仪(12)。
9.根据权利要求8所述的一种隐形材料性能衰变点频式监控检测装置，其特征在于：所述的检测探头(2)内的阵列式微波天线(22)顺序地发射不同波段的选定频率微波信号、其它所有阵列式微波天线(22)接收微波信号，调整阵列式微波天线(22)的位置和方向后，重新顺序地发射不同波段的选定频率微波信号、其它所有阵列式微波天线(22)接收微波信号，反复检测各种角度的微波雷达反射参数值。
10.根据权利要求9所述的 ，其特征在于：所述的集成放大器(16)为分别用于传输不同波段频率的微波信号给分析记录仪(12)，分别接收频率波段为0.4GHzGHz～40GHzGHz之间的半波步进波段，即连续变化的频率步进为两倍于前一波段的频率点值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Lin Junming Inventor after: Lu Chao Inventor after: Cai Guixi Inventor after: Song Kai Inventor after: Dai Yonghong Inventor before: Lin Junming Inventor before: Chen Libo Inventor before: Dai Yonghong Inventor before: Wang Hongwei Inventor before: Guo Qi Inventor before: Fu Gangqiang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |