CN205193176U - 吸波材料反射率的测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸波材料反射率的测量装置及系统，属于微波测试领域，所述吸波材料反射率的测量装置包括第一竖直吊臂和第二竖直吊臂，第一竖直吊臂和第二竖直吊臂均悬挂设置且为可伸缩结构，第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的下端分别连接有用于调节喇叭天线的开口方向并能将其固定到期望倾斜角度的第一固定装置和第二固定装置，喇叭天线包括发射喇叭天线和接收喇叭天线，第一固定装置和第二固定装置上分别连接有发射喇叭天线和接收喇叭天线。本实用新型的竖直吊臂为可伸缩结构，可以构建不同尺寸的“弓形”轨道结构，不需要根据不同波段的材料另行构建测量装置，真正实现了用一套装置完成1GHz～40GHz全波段的反射率测量。

Description

吸波材料反射率的测量装置及系统

技术领域

本实用新型涉及微波测试领域，特别是指一种基于弓形法的吸波材料反射率的测量装置及系统。

背景技术

近年来，随着隐身技术的迅速发展，吸波材料的应用已越来越广泛，反射率是衡量其吸波性能指标的重要微波参数之一。这就需要找到一种能较为准确的衡量吸波材料反射率的方法，弓形法是被国内外推荐的测试吸波材料反射率的主要方法，也是现行国军标GJB2038-2011中推荐的标准方法之一。

弓形法是20世纪40年代末由美国海军研究实验室(NavalResearchLaboratory)发明的，该方法适合在微波暗室或一般实验室里，以扫频方式，测试雷达吸波材料的反射率。弓形法测试系统的工作原理是：由于吸波材料的吸波性能在不同的极化方式和不同入射角下是不同的，在测试时发射喇叭天线和接收喇叭天线工作在同一极化方式。设计弓形框架，以调整入射角度。调整样板支架，使标准板成水平状态并处于弓形框圆心，测量标准板反射，然后用涂有雷达吸波材料的样板取代标准板，测量雷达吸波材料反射，即可得雷达吸波材料样板的反射率。可见，弓形框架是弓形法测试系统的核心装置之一，在弓形法测试系统中不可或缺。

通过对国内外相关测量装置进行调研，目前基于弓形法的吸波材料反射率测量装置主要有两种典型方案：

方案一：最常见的测量装置如图1所示。该装置需要搭建一个半圆形的弓形框架，收发喇叭天线分别固定在弓形框架上并且对准半圆的圆心，通过弓形框架上的导轨实现收发喇叭天线角度的调节。该装置的主要缺点是：(1)装置自身过于笨重，占用空间较大，而且由于其自身体积较大，又正好位于收发天线的同一平面内，容易对微波信号造成干扰，从而影响反射率的测量结果准确度；(2)天线角度及方向定位一致性差；(3)对于1GHz～5GHz低频段和26.5GHz～40GHz高频段，无法利用同一装置进行反射率测量，需要分别搭建弓形框架。

方案二：2009年初，电子科技大学公布了一种基于“7”字形的弓形法测量装置(专利申请号：20081004691.1)，该装置用两个“7”字形的支臂分别支撑收发喇叭天线，用旋转电机控制支臂旋转，形成虚拟的“弓形”轨道，其示意图如图2所示。该装置的最大特点是在收发喇叭天线与被测样品组成的竖直平面内，避免了“方案一”中存在的干扰微波信号的弓形框架结构，从而有可能提高反射率的测量准确度。该装置的主要缺点有：(1)旋转电机的使用，需要配套使用控制柜系统，增加了测量装置的搭建成本；(2)由于支臂呈水平状态，理论上应与地面平行，但实际上由于喇叭天线自身重量，尤其是1GHz～5GHz低频段，天线自身重量越来越大，支臂会略向下弯曲，造成一定测量误差；(3)对于1GHz～5GHz低频段和26.5GHz～40GHz高频段，无法利用同一装置进行反射率测量，需要分别搭建支臂结构。

实用新型内容

本实用新型提供一种可以从装置结构上减少自身对微波信号的干扰、提高天线定位精度和测量准确度的吸波材料反射率的测量装置及系统，而且该装置仅使用一套装置就可以完成1GHZ～40GHZ全波段的反射率测量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一方面，提供一种吸波材料反射率的测量装置，包括第一竖直吊臂和第二竖直吊臂，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂均悬挂设置且为可伸缩结构，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的下端分别连接有用于调节喇叭天线的开口方向并能将其固定到期望倾斜角度的第一固定装置和第二固定装置，所述喇叭天线包括发射喇叭天线和接收喇叭天线，所述第一固定装置和第二固定装置上分别连接有所述发射喇叭天线和接收喇叭天线。

进一步地，所述吸波材料反射率的测量装置还包括水平导轨，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂悬挂设置在所述水平导轨上。

进一步地，所述水平导轨上设置有若干的用于对称安装所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的定位点。

优选地，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂上设置有用于调节其伸缩长度的定位销。

优选地，所述第一固定装置和第二固定装置上设置有用于使所述喇叭天线的开口方向对准待测样品中心的定位孔。

进一步地，所述水平导轨上设置有用于带动所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂对向或反向位移的丝杠。

优选地，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的材质为玻璃钢材料。

优选地，所述水平导轨的材质为透波的玻璃钢材料。

进一步地，所述水平导轨的两侧设置有吸波材料尖劈。

另一方面，提供一种吸波材料反射率的测量系统，包括上述的吸波材料反射率的测量装置。

本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型可以构建一种虚拟“弓形”轨道结构，最大限度地减少对微波信号的干扰；收发喇叭天线的中心位于竖直吊臂的延长线上，最大限度地避免了因重力作用使天线发生微小定位偏差的可能，提高了天线定位准确度；

2)本实用新型的竖直吊臂为可伸缩结构，可以构建不同尺寸的“弓形”轨道结构，不需要根据不同波段的材料另行构建测量装置，真正实现了用一套装置完成1GHz～40GHz全波段的反射率测量；

3)本实用新型提出的装置结构简单，用料少，搭建成本低，利于推广。

附图说明

图1为现有技术方案一的半圆形的弓形测量装置的结构示意图；

图2为现有技术方案二的“7”字形的弓形法测量装置的结构示意图；

图3为本实用新型的吸波材料反射率的测量装置的结构示意图；

图4为本实用新型的水平导轨上设置有定位点的吸波材料反射率的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种吸波材料反射率的测量装置，如图3、4所示，包括第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12，第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12均悬挂设置且为可伸缩结构，第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12的下端分别连接有用于调节喇叭天线3的开口方向并能将其固定到期望倾斜角度的第一固定装置21和第二固定装置22，喇叭天线3包括发射喇叭天线31和接收喇叭天线32，第一固定装置和第二固定装置上分别连接有所述发射喇叭天线和接收喇叭天线。本实用新型的竖直吊臂1(或11或12)、固定装置2(或21或22)一般都成对对应设置，也可以多对设置，竖直吊臂的伸缩结构为现有技术，可以为常用的带有弹力卷曲层的具有自紧功能的伸缩结构，固定装置上也可以设置具有角度指示的标识。

本实用新型在具体实施过程中，可以将竖直吊臂悬挂设置在屋顶、柜顶等高处的位置，可以多对设置竖直吊臂并调节竖直吊臂的长度形成虚拟的“弓形”轨道，也可以在屋顶、柜顶等高处设置若干悬挂点，使用一对竖直吊臂手动或程序控制安装在不同的悬挂点并调节竖直吊臂的长度形成“弓形”轨道，也可以将竖直吊臂悬挂设置在屋顶或柜顶等高处的水平导轨上，手动或程序控制控制竖直吊臂并调节竖直吊臂的长度形成虚拟的“弓形”轨道结构。

本实用新型可以构建一种虚拟“弓形”轨道结构，最大限度地减少对微波信号的干扰；收发喇叭天线的中心位于竖直吊臂的延长线上，最大限度地避免了因重力作用使天线发生微小定位偏差的可能，提高了天线定位准确度；本实用新型的竖直吊臂为可伸缩结构，可以构建不同尺寸的“弓形”轨道结构，不需要根据不同波段的材料另行构建测量装置，真正实现了用一套装置完成1GHz～40GHz全波段的反射率测量；本实用新型提出的装置结构简单，用料少，搭建成本低，利于推广。

作为本实用新型的一种改进，如图3所示，吸波材料反射率的测量装置还包括水平导轨4，第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12悬挂设置在水平导轨4上。将竖直吊臂成对地悬挂在水平导轨上，通过手动或程序控制控制竖直吊臂的水平对向或反向移动，操作简单方便，通过调节竖直吊臂的伸缩长度形成虚拟的“弓形”结构轨道。

为了方便操作，降低装置成本，如图3、4所示，水平导轨4’上可以设置有若干用于对称安装第一竖直吊臂11(或1’)和第二竖直吊臂12(或1’)的定位点(未示出)。安装竖直吊臂的定位点优选为可拆卸结构，选择设置定位点可以进行特定入射角度的反射率测量，只需要设置若干定位点，优选设置为与被测样品的正上方中心位置对称的定位点，如图4所示，设置A、A’、B、B’定位点，以A点为例，距离被测样品6正上方中心位置O’的距离是l，竖直吊臂需要调整到的长度为h，喇叭天线对准中心点O，且与竖直方向夹角为α，存在如下关系：

$h=H-\frac{l}{\tan \mathrm{\α}}$

根据上述公式，可以分别计算出对称的定位点对应的竖直吊臂的长度，从而进行特定入射角的反射率测量。

为了使上述操作更加方便，第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12上可以设置有用于调节其伸缩长度的定位销(未示出)。设置定位销可以快速地调节竖直吊臂的对应长度。

为了使上述操作更加方便，第一固定装置21和第二固定装置22上也可以设置有用于使喇叭天线3的开口方向对准样品中心的定位孔(未示出)。设置定位孔，可以快速地调节喇叭天线的开口方向。

为了实现连续入射角度的反射率测量，如图3所示，水平导轨4上设置有用于带动第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12对向或反向位移的丝杠(未示出)。通过手动或程序控制调节第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的对向或反向位移，并可以手动或程序控制进行伸缩，形成虚拟的“弓形”轨道结构，可以进行连续的入射角度的、不同波段的反射率测量。需要控制的竖直吊臂的定位位置和伸缩长度的计算同样是根据上述公式进行计算，即

$h=H-\frac{l}{\tan \mathrm{\α}}$

优选地，第一竖直吊臂11和第二竖直吊臂12的材质可以优选为玻璃钢材料。玻璃钢材料可以减少对微波信号的干扰，也可以选用其他的减少微波干扰的材料，例如刚性好的透波材料。

优选地，水平导轨4的材质可以为透波的玻璃钢材料。玻璃钢材料可以减少对微波信号的干扰，也可以选用其他的减少微波干扰的材料。

为了进一步降低对微波信号的干扰，如图3所示，水平导轨4的两侧可以设置有吸波材料尖劈5。

另一方面，提供一种吸波材料反射率的测量系统，包括上述的吸波材料反射率的测量装置。

本实用新型可以构建一种虚拟“弓形”轨道结构，最大限度地减少对微波信号的干扰；收发喇叭天线的中心位于竖直吊臂的延长线上，最大限度地避免了因重力作用使天线发生微小定位偏差的可能，提高了天线定位准确度；本实用新型的竖直吊臂为可伸缩结构，可以构建不同尺寸的“弓形”轨道结构，不需要根据不同波段的材料另行构建测量装置，真正实现了用一套装置完成1GHz～40GHz全波段的反射率测量；本实用新型提出的装置结构简单，用料少，搭建成本低，利于推广。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，包括第一竖直吊臂和第二竖直吊臂，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂均悬挂设置且为可伸缩结构，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的下端分别连接有用于调节喇叭天线的开口方向并能将其固定到期望倾斜角度的第一固定装置和第二固定装置，所述喇叭天线包括发射喇叭天线和接收喇叭天线，所述第一固定装置和第二固定装置上分别连接有所述发射喇叭天线和接收喇叭天线。

2.根据权利要求1所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述吸波材料反射率的测量装置还包括水平导轨，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂悬挂设置在所述水平导轨上。

3.根据权利要求2所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述水平导轨上设置有若干用于对称安装所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的定位点。

4.根据权利要求3所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂上设置有用于调节其伸缩长度的定位销。

5.根据权利要求3所述的吸波材料反射率的测量装置，所述第一固定装置和第二固定装置上设置有用于使所述喇叭天线的开口方向对准待测样品中心的定位孔。

6.根据权利要求2所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述水平导轨上设置有用于带动所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂对向或反向位移的丝杠。

7.根据权利要求2所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述第一竖直吊臂和第二竖直吊臂的材质为玻璃钢材料。

8.根据权利要求2所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述水平导轨的材质为透波的玻璃钢材料。

9.根据权利要求1至8任一所述的吸波材料反射率的测量装置，其特征在于，所述水平导轨的两侧设置有吸波材料尖劈。

10.一种吸波材料反射率的测量系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的吸波材料反射率的测量装置。