CN214150491U

CN214150491U - 一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统

Info

Publication number: CN214150491U
Application number: CN202022579842.0U
Authority: CN
Inventors: 高勇; 李恩; 李灿平; 陈天润; 郭浩东; 徐鑫杰
Original assignee: Chengdu Enchi Microwave Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Enchi Microwave Technology Co ltd
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2030-11-10

Abstract

一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统，属于微波测量与微波设备的应用领域，涉及微波反射率测试（microwave reflectance test）。传统的弓形法或改进的“7字”弓形法反射率测试系统在超宽频和大角度测试时往往顾此失彼，不能同时兼顾。因此，设计更加稳定的能够同时实现超宽频大角度范围微波反射率准确测试具有重要意义。本发明的超宽频大角度微波反射率自动测试系统通过引入“X形”可伸缩大角度自动调整支架，极大的提高了测试系统的稳定性，通过程控步进电机精确控制天线与测试样品距离和控制收发天线角度，使得测试系统可重复性大幅提高，测试结果一致性得到有利保障，本测试系统可在超宽频内实现大角度范围微波反射率稳定可靠测试。

Description

一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统

技术领域

本发明属于微波测量与微波设备的应用领域，涉及微波反射率测试（microwavereflectance test）。

背景技术

微波反射率是指当是特定频率和极化的平面电磁波以特定的角度入射，吸波材料的散射功率与相同尺寸的良导体平面的散射功率之比。材料的微波反射率与材料自身固有电磁参数（复介电常数和复磁导率有关）以及材料的形状、厚度有关。目前关于吸波材料的微波反射率测试技术主要有自由空间法和传输线法两大类，其中弓形法是最常用的测试方法。

弓形法最初由美国海军实验室发明，将发射天线与接收天线对称地分布在弓形轨道上，轨道中点正下方放置水平测试平台，测试平台周围设有吸波材料。通过圆轨道可以改变收发天线的入射角和反射角。传统弓形法一般可以实现1~60GHz，角度范围5~60°测试。为了进一步扩大弓形法反射率测试频率，电子科技大学郭高凤、李恩等人设计了一款“7字”弓形架反射率测试系统。该方法主要通过调节天线支撑臂高度改变天线与待测材料间的距离，以实现更宽频带内的材料微波反射率测试。但是，由于“7”字弓形法是单臂控制天线角度，在低频段测试时，通常天线尺寸较大较重，天线在移动过程中会产生晃动，容易造成测试系统不稳定，测试结果误差会受到影响。同时，当实现大角度，如超过70°，由于天线本身的重力作用，会进一步加剧测试系统的不稳定性，造成测试结果误差增大，因此，传统的弓形法或者“7字”弓形法无法兼顾超宽频和大角度两个方面。本发明根据三角形稳定性提出一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统，通过引入一种“X形”可伸缩大角度自动支架，实现超宽频（1~110GHz）、大角度（5~90°）微波反射率高精度自动测试。

发明内容

本发明通过引入“X形”可伸缩大角度自动调整支架，解决了现有弓形法等存在的上述问题。

本发明的技术方案如下：

一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统，如附图1所示，包括第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A，第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B，第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C，第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D（“X形”可伸缩大角度自动调整支架 A、B、C、D为相同的结构组成，如附图2所示），第一天线及天线支撑模块E，第二天线及天线支撑模块F（天线及天线支撑模块E、F为相同结构，如图4所示），基于光学平台的微波反射率测试底座G（其结构如附图3所示）。按照图示超宽频大角度微波反射率自动测试系统的特征在于，测试系统引入的“X形”可伸缩大角度自动调整支架 A、B、C、D可以精确实现天线及天线支撑模块E、F的高度以及角度，这有利于实现超宽频内大角度材料微波反射率测试。基于三角形稳定性，测试系统可以获得良好的一致性效果。

一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统具体实施过程是：通过具体的实施例子对本发明做进一步详细描述。如附图2所示，“X形”可伸缩大角度自动调整支架包括支撑件1，第一步进电机2，固定支撑板下部3，第一固定支撑柱4，第二固定支撑柱5，第三固定支撑柱6，第四固定支撑柱7，第一滚珠丝杆8，活动支撑板下部9，活动支撑板上部10，旋转升降关节11，第一活动支撑柱12，第二活动支撑柱13，支撑横梁座14，第二滚珠丝杆15，第二步进电机16，旋转角度关节17，桌面固定块18；“X形”可伸缩大角度自动调整支架中各元件的连接关系为：支撑件1与固定支撑板下部3通过螺丝相连，第一步进电机2与第一滚珠丝杆8通过滚珠丝杆上的螺纹相连，第一固定支撑柱4，第二固定支撑柱5，第三固定支撑柱6，第四固定支撑柱7，第一滚珠丝杆8均通过螺丝与固定支撑板下部3相连，活动支撑板9与活动支撑板上部10分别通过第一滚珠丝杆8上的螺纹与第一滚珠丝杆8相连，旋转升降关节11通过螺丝与活动支撑板上部10相连，第一活动支撑柱12、第二活动支撑柱13分别通过螺丝与活动支撑板下部9及活动支撑板上部10相连，支撑横梁座14通过螺丝与第一活动支撑柱12、第二活动支撑柱13相连，第二滚珠丝杆15通过螺丝与旋转升降关节11相连，第二步进电机16通过第二滚珠丝杆15上的螺纹与第二滚珠丝杆15相连，旋转角度关节17通过螺丝与第二步进电机16相连，桌面固定块18通过螺丝与旋转角度关节17相连。

如附图3所示，基于光学平台的微波反射率测试底座包括第一桌面轴承支撑件19，第二桌面轴承支撑件20，第三桌面轴承支撑件21，第四桌面轴承支撑件22，光学平台23，样品测试平台24，吸波材料25；基于光学平台的微波反射率测试底座中各元件的连接关系如下：第一桌面轴承支撑件19、第二桌面轴承支撑件20、第三桌面轴承支撑件21、第四桌面轴承支撑件22通过螺丝与光学平台23相连，样品测试平台24通过螺丝与光学平台相连，吸波材料25无压力放置在光学平台23上且围绕在样品测试平台24周围。

如附图4所示，天线及天线支撑模块包括天线支撑横梁26，第一紧固件27，第二紧固件28，第三紧固件29，第四紧固件30，第五紧固件31，天线32；天线及天线支撑模块中各元件的连接关系为：第一紧固件27、第二紧固件28、第三紧固件29、第四紧固件30、第五紧固件31分别通过螺丝与天线支撑横梁26相连，天线32通过螺丝与第五紧固件31相连。

如附图1所示，第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中支撑块1（四个）分别通过螺丝与第一桌面轴承支撑件19、第二桌面轴承支撑件20、第三桌面轴承支撑件21、第四桌面轴承支撑件22相连，桌面固定块18通过螺丝与光学平台23相连，第一天线及天线支撑模块E中的第一紧固件27、第二紧固件28通过螺丝与第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A中的支撑横梁座14相连，第一天线及天线支撑模块E中的第三紧固件29、第四紧固件30通过螺丝与第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中的支撑横梁座14相连，第二天线及天线支撑模块F中的第一紧固件27、第二紧固件28通过螺丝与第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B中的支撑横梁座14相连，第二天线及天线支撑模块F中的第三紧固件29、第四紧固件30通过螺丝与第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C中的支撑横梁座14相连。第一步进电机2可以通过控制第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中的旋转升降关节11实现第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中的支撑横梁座14自动升降，从而自动控制天线32与样品测试平台24之间的距离，使得超宽频内材料反射率测试路径满足远场测试条件。第二步进电机16可以通过控制旋转角度关节17实现第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D在5°~90°内自由转动，且测试时，由于“X形”可伸缩大角度自动调整支架本身具有三角形特征，使得在大角度范围内进行微波反射率测试时测试系统保持良好的稳定性，提高了测试准确度。

有益效果：

一、“X形”可伸缩大角度自动调整支架的引入使得测试系统稳定性及可承重能力大幅提高；

二、旋转升降关节、旋转角度关节配合步进电机可精确实现高度和角度的自动调整，大大提高测试系统可重复性和测试精度。

附图说明

附图1是超宽频大角度微波反射率自动测试系统整体示意图。

其中，A、B、C、D是同一结构的“X形”可伸缩大角度自动调整支架（见附图2）、E、F是同一结构的天线及天线支撑模块（见附图4）、G是基于光学平台的微波反射率测试底座（见附图3）。

附图2是“X形”可伸缩大角度自动调整支架结构示意图。

其中，1是支撑件，2是第一步进电机，3是固定支撑板下部，4是第一固定支撑柱，5是第二固定支撑柱，6是第三固定支撑柱，7是第四固定支撑柱，8是第一滚珠丝杆，9是活动支撑板下部，10是活动支撑板上部，11是旋转升降关节，12是第一活动支撑柱，13是第二活动支撑柱，14是支撑横梁座，15是第二滚珠丝杆，16是第二步进电机，17是旋转角度关节，18是桌面固定块。

附图3是基于光学平台的微波反射率测试底座结构示意图。

其中，19是第一桌面轴承支撑件，20是第二桌面轴承支撑件，21是第三桌面轴承支撑件，22是第四桌面轴承支撑件，23是光学平台，24是样品测试平台，25是吸波材料。

附图4是天线及天线支撑模块结构示意图。

其中，26是天线支撑横梁，27是第一紧固件，28 第二紧固件，29是第三紧固件，30是第四紧固件，31是第五紧固件，32是天线。

具体实施方式

一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统，如附图1所示，包括第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A，第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B，第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C，第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D（“X形”可伸缩大角度自动调整支架 A、B、C、D为相同的结构组成，如附图2所示），第一天线及天线支撑模块E，第二天线及天线支撑模块F（天线及天线支撑模块E、F为相同结构，如图4所示），基于光学平台的微波反射率测试底座G（其结构如附图3所示）。支撑件1与固定支撑板下部3通过螺丝相连，第一步进电机2与第一滚珠丝杆8通过滚珠丝杆上的螺纹相连，第一固定支撑柱4，第二固定支撑柱5，第三固定支撑柱6，第四固定支撑柱7，第一滚珠丝杆8均通过螺丝与固定支撑板下部3相连，活动支撑板9与活动支撑板上部10分别通过第一滚珠丝杆8上的螺纹与第一滚珠丝杆8相连，旋转升降关节11通过螺丝与活动支撑板上部10相连，第一活动支撑柱12、第二活动支撑柱13分别通过螺丝与活动支撑板下部9及活动支撑板上部10相连，支撑横梁座14通过螺丝与第一活动支撑柱12、第二活动支撑柱13相连，第二滚珠丝杆15通过螺丝与旋转升降关节11相连，第二步进电机16通过第二滚珠丝杆15上的螺纹与第二滚珠丝杆15相连，旋转角度关节17通过螺丝与第二步进电机16相连，桌面固定块18通过螺丝与旋转角度关节17相连，第一桌面轴承支撑件19、第二桌面轴承支撑件20、第三桌面轴承支撑件21、第四桌面轴承支撑件22通过螺丝与光学平台23相连，样品测试平台24通过螺丝与光学平台相连，吸波材料25无压力放置在光学平台23上且围绕在样品测试平台24周围，第一紧固件27、第二紧固件28、第三紧固件29、第四紧固件30、第五紧固件31分别通过螺丝与天线支撑横梁26相连，天线32通过螺丝与第五紧固件31相连，第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中支撑块1（四个）分别通过螺丝与第一桌面轴承支撑件19、第二桌面轴承支撑件20、第三桌面轴承支撑件21、第四桌面轴承支撑件22相连，桌面固定块18通过螺丝与光学平台23相连，第一天线及天线支撑模块E中的第一紧固件27、第二紧固件28通过螺丝与第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A中的支撑横梁座14相连，第一天线及天线支撑模块E中的第三紧固件29、第四紧固件30通过螺丝与第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中的支撑横梁座14相连，第二天线及天线支撑模块F中的第一紧固件27、第二紧固件28通过螺丝与第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B中的支撑横梁座14相连，第二天线及天线支撑模块F中的第三紧固件29、第四紧固件30通过螺丝与第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C中的支撑横梁座14相连，第一步进电机2可以通过控制第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中的旋转升降关节11实现第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D中的支撑横梁座14自动升降，从而自动控制天线32与样品测试平台24之间的距离，实现超宽频内微波反射率测试，第二步进电机16可以通过控制旋转角度关节17实现第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B、第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C、第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D在5°~90°内自由转动，实现大角度范围微波反射率测试。

本发明提供的超宽频大角度微波反射率自动测试系统可以方便的利用进电机实现对天线与待测样品距离以及收发天线之间的角度精准控制，实现超宽频带大角度微波反射率自动测试，测试系统稳定性好，测试准确性高。

Claims

1.一种超宽频大角度微波反射率自动测试系统，其特征在于包括第一“X形”可伸缩大角度自动调整支架A，第二“X形”可伸缩大角度自动调整支架B，第三“X形”可伸缩大角度自动调整支架C，第四“X形”可伸缩大角度自动调整支架D，第一天线及天线支撑模块E，第二天线及天线支撑模块F，基于光学平台的微波反射率测试底座G；“X形”可伸缩大角度自动调整支架A、B、C、D结构相同，包括支撑件(1)，第一步进电机(2)，固定支撑板下部(3)，第一固定支撑柱(4)，第二固定支撑柱(5)，第三固定支撑柱(6)，第四固定支撑柱(7)，第一滚珠丝杆(8)，活动支撑板下部(9)，活动支撑板上部(10)，旋转升降关节(11)，第一活动支撑柱(12)，第二活动支撑柱(13)，支撑横梁座(14)，第二滚珠丝杆(15)，第二步进电机(16)，旋转角度关节(17)，桌面固定块(18)；天线及天线支撑模块E、F结构相同，包括天线支撑横梁(26)，第一紧固件(27)，第二紧固件(28)，第三紧固件(29)，第四紧固件(30)，第五紧固件(31)，天线(32)；基于光学平台的微波反射率测试底座G包括第一桌面轴承支撑件(19)，第二桌面轴承支撑件(20)，第三桌面轴承支撑件(21)，第四桌面轴承支撑件(22)，光学平台(23)，样品测试平台(24)，吸波材料(25)。

2.根据权利要求1所述的超宽频大角度微波反射率自动测试系统，其特征在于：所述第一滚珠丝杆(8)与第二滚珠丝杆(15)均为螺纹杆。

3.根据权利要求1所述的超宽频大角度微波反射率自动测试系统，其特征在于：所述支撑件(1)与固定支撑板下部(3)通过螺丝相连，第一步进电机(2)与第一滚珠丝杆(8)通过第一滚珠丝杆(8)上的螺纹相连，第一固定支撑柱(4)，第二固定支撑柱(5)，第三固定支撑柱(6)，第四固定支撑柱(7)，第一滚珠丝杆(8)均通过螺丝与固定支撑板下部(3)相连，活动支撑板下部(9)与活动支撑板上部(10)分别通过第一滚珠丝杆(8)上的螺纹与第一滚珠丝杆(8)相连，旋转升降关节(11)通过螺丝与活动支撑板上部(10)相连，第一活动支撑柱(12)、第二活动支撑柱(13)分别通过螺丝与活动支撑板下部(9)及活动支撑板上部(10)相连，支撑横梁座(14)通过螺丝与第一活动支撑柱(12)、第二活动支撑柱(13)相连，第二滚珠丝杆(15)通过螺丝与旋转升降关节(11)相连，第二步进电机(16)通过第二滚珠丝杆(15)上的螺纹与第二滚珠丝杆(15)相连，旋转角度关节(17)通过螺丝与第二步进电机(16)相连，桌面固定块(18)通过螺丝与旋转角度关节(17)相连。