專利名稱:一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，涉及雷達(dá)吸波涂層反射率的測量領(lǐng)域。它包括盒蓋、盒體、電路板和喇叭。盒體由底板和四個(gè)側(cè)板組成，任一側(cè)板上設(shè)有若干端口，盒體的上端開口。盒蓋蓋于盒體開口之上，與盒體形成密封空腔，電路板置于密封空腔內(nèi)，電路板上集成有射頻電路；射頻電路和盒體的側(cè)板上的端口電連接。喇叭采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，連接于盒體的底板上。由于使用了射頻集成電路，以及射頻電路和探頭一體化封裝的結(jié)構(gòu)形式，使得微波系統(tǒng)電路的溫度的一致性，長期使用的一致性得到了極大的保證。所以，采用出廠前一次性校準(zhǔn)和定期校準(zhǔn)檢查的方式，一勞永逸的解決日常使用中的校準(zhǔn)問題，在現(xiàn)場使用時(shí)無須再校準(zhǔn)。
【專利說明】一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雷達(dá)吸波涂層反射率的測量領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭。

【背景技術(shù)】
[0002]除外形隱身技術(shù)外，材料隱身是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)飛機(jī)隱身、減小雷達(dá)散射截面(RCS)的一種最重要、最有效的技術(shù)手段。曾經(jīng)有專家評(píng)估說材料隱身技術(shù)可以占飛機(jī)整體隱身技術(shù)作用的30%，由此可見材料隱身技術(shù)的重要性。材料隱身技術(shù)中其中很重要的一項(xiàng)就是雷達(dá)吸波涂層應(yīng)用，雷達(dá)吸波涂層在需要頻段內(nèi)吸波性能的好壞是其中的關(guān)鍵，吸波性能的好壞的判定指標(biāo)就是對(duì)涂層材料反射率的測試，因此對(duì)雷達(dá)吸波涂層反射率準(zhǔn)確的測量和判定評(píng)估是飛機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身效果的一個(gè)很重要的保證。
[0003]目前，按照國家軍用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雷達(dá)吸波涂層反射率測試的要求，可以在室內(nèi)應(yīng)用例如RCS法、弓形法等幾種典型的方法對(duì)雷達(dá)吸波涂層材料平板進(jìn)行性能測試。但是國軍標(biāo)中的方法都只適用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)材料樣品，不能應(yīng)用于現(xiàn)場裝機(jī)后的材料反射率性能測量。吸波涂層均有一定壽命，而且會(huì)受到日常使用中的各種腐蝕和磕碰等影響，其性能經(jīng)常變化，因此利用現(xiàn)場測試手段測量其在線反射率非常必要。另一方面，生產(chǎn)過程中吸波涂層的涂敷工藝，特別是涂敷厚度是否均勻，對(duì)吸波性能影響很大，需要對(duì)已經(jīng)涂敷在裝備表面的涂層進(jìn)行測量以確保其性能可靠。
[0004]目前條件下，在試驗(yàn)室條件進(jìn)行的吸波涂層反射率測量對(duì)于研發(fā)階段和裝機(jī)前的材料性能檢查是夠用的，但是要想在生產(chǎn)過程中和日常使用中對(duì)涂層進(jìn)行測量，目前還沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的試驗(yàn)方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用對(duì)比測試方法制作一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試儀探頭，適用于現(xiàn)場的快速測量。
[0006]為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，它包括盒蓋、盒體、電路板和喇叭。所述盒體由底板和四個(gè)側(cè)板組成，任一所述側(cè)板上設(shè)有若干端口，盒體的上端開口。所述盒蓋蓋于盒體開口之上，與盒體形成密封空腔，所述電路板置于密封空腔內(nèi)，電路板上集成有射頻電路；所述射頻電路和盒體的側(cè)板上的端口電連接。所述喇叭采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，連接于盒體的底板上。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述射頻電路和盒體一體化封裝。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:它還包括與自校準(zhǔn)測試探頭配合的校準(zhǔn)配件。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述校準(zhǔn)配件是三種已知阻抗值的負(fù)載。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述負(fù)載為開路負(fù)載，短路負(fù)載和完全匹配負(fù)載。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果:便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試儀探頭在現(xiàn)場使用時(shí)無須校準(zhǔn)。由于使用了射頻集成電路，以及射頻電路和探頭一體化封裝的結(jié)構(gòu)形式，使得微波系統(tǒng)電路的溫度的一致性，長期使用的一致性得到了極大的保證。所以，采用出廠前一次性校準(zhǔn)和定期校準(zhǔn)檢查的方式，一勞永逸的解決日常使用中的校準(zhǔn)問題，為現(xiàn)場進(jìn)行的快速測量帶來很大方便。

【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型的拼裝分解圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型校準(zhǔn)誤差模型示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型校準(zhǔn)前探頭校準(zhǔn)界面圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型校準(zhǔn)完成后探頭校準(zhǔn)界面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述和說明。
[0018]實(shí)施例:
[0019]如圖1、圖2所示，一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，它包括盒蓋1、盒體2、電路板3和喇叭4。盒體2由底板和四個(gè)側(cè)板組成，任一所述側(cè)板上設(shè)有若干端口，盒體2的上端開口。盒蓋I蓋于盒體2開口之上，與盒體2形成密封空腔，電路板3置于密封空腔內(nèi)，電路板3上集成有射頻電路；射頻電路和盒體2的側(cè)板上的端口電連接，可優(yōu)選為射頻電路和盒體2 —體化封裝。喇叭4采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，連接于盒體2的底板上。
[0020]便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試儀探頭在現(xiàn)場使用時(shí)無須校準(zhǔn)。由于使用了射頻集成電路，以及射頻電路和探頭一體化封裝的結(jié)構(gòu)形式，使得微波系統(tǒng)電路的溫度的一致性，長期使用的一致性得到了極大的保證。所以，采用出廠前一次性校準(zhǔn)和定期校準(zhǔn)檢查的方式，一勞永逸的解決日常使用中的校準(zhǔn)問題，為現(xiàn)場進(jìn)行的快速測量帶來很大方便。
[0021]以下對(duì)本實(shí)用新型出廠前一次性校準(zhǔn)的技術(shù)方案作說明:包括與實(shí)施例測試探頭配合的校準(zhǔn)配件。所述校準(zhǔn)配件是三種已知阻抗值的負(fù)載，優(yōu)選為開路負(fù)載，短路負(fù)載和完全匹配負(fù)載。
[0022]校準(zhǔn)采用的原理是:
[0023]測試探頭是單端口元件，該校準(zhǔn)方式采用如圖3所示的誤差模型。
[0024]單端口校準(zhǔn)模型中，有三個(gè)未知誤差量，需要三個(gè)獨(dú)立方程求解之。為了得到三個(gè)獨(dú)立方程。變量規(guī)定如下
[0025]Γ A=實(shí)際反射系數(shù)
[0026]Γ M=測得的反射系數(shù)
[0027]e00 =定向誤差
[0028]elOeOl = reflect1n tracking error
[0029]ell =源匹配誤差
[0030]則有如下等式:
[0031]ΓΜ = e00+(el0e01)*rA/(l_ell*rA)
[0032]令:
[0033]a = el0e01_e00*ell
[0034]b = eOO
[0035]c = -ell
[0036]則:
[0037]ΓΜ = (a*rA+b)/(c*rA+l)
[0038]或者
[0039]Γ A*a+b_ Γ A* Γ M*c = Γ M
[0040]假如有三個(gè)不同的已知的負(fù)載(ΓΑ1，ΓΑ2，Γ A3)，通過測量，可以得到三個(gè)獨(dú)立方程用以求解三個(gè)未知量a，b和c
[0041]Γ Al*a+b_ Γ Al* Γ Ml*c = Γ Ml
[0042]Γ A2*a+b_ Γ A2* Γ M2*c = Γ M2
[0043]Γ A3*a+b_ Γ A3* Γ M3*c = Γ M3
[0044]本實(shí)施例取三個(gè)已知負(fù)載為開路負(fù)載，短路負(fù)載和完全匹配負(fù)載。具體到吸波涂層測試儀，我們需要在每個(gè)頻點(diǎn)上對(duì)上述方程組求解，以得到a，b和c在不同頻率上的值，用于后續(xù)的測量結(jié)果的校準(zhǔn)。
[0045]校準(zhǔn)方法:
[0046]每次測量時(shí)，可能影響到探頭工作參數(shù)的因素主要有:溫度、濕度、因振動(dòng)等產(chǎn)生的機(jī)械變化，目前分析可能受到影響的主要是微帶，即波導(dǎo)轉(zhuǎn)換的那個(gè)連接處。
[0047]因此在測量之前需要對(duì)探頭進(jìn)行校準(zhǔn)，探頭校準(zhǔn)操作就是對(duì)三種已知的負(fù)載進(jìn)行測量，求取消準(zhǔn)方程中的三個(gè)參數(shù)，然后對(duì)實(shí)際吸波涂料的測試結(jié)果進(jìn)行修正計(jì)算。
[0048]將相關(guān)的射頻電路都集成到了一塊電路板上，該電路板安裝在探頭的盒體中，射頻電路與探頭前端做到了完全的固化集成。探頭前端采用的是波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，對(duì)吸波涂料反射率的測量，實(shí)際測量的是探頭口面上的sll參數(shù)。
[0049]按照矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的波導(dǎo)口面測量步驟，每次重新連接探頭或是更改工作參數(shù)之后，需要對(duì)微波參數(shù)進(jìn)行重新校準(zhǔn)標(biāo)定。校準(zhǔn)需要用到的配件主要有:開路負(fù)載，短路負(fù)載和完全匹配負(fù)載，即分別是波導(dǎo)延遲短路片、波導(dǎo)短路片、波導(dǎo)完全匹配負(fù)載。
[0050]對(duì)探頭進(jìn)行校準(zhǔn)測量時(shí)，軟件界面的設(shè)計(jì)參考如圖4、圖5所示。
[0051]探頭型號(hào)由測試儀自動(dòng)檢測。校準(zhǔn)共有三項(xiàng)測量內(nèi)容，在連接好對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)件之后，分別通過點(diǎn)擊三個(gè)按鈕來完成校準(zhǔn)測量。在每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)測量完成之前其右邊的選擇框顯示為未選中狀態(tài)，在測量完成之后其右邊的選擇框顯示為選中狀態(tài)。
[0052]當(dāng)然，用戶也可以在每次使用前，自行確認(rèn)儀器的校準(zhǔn)狀態(tài)是否正常。用戶自行檢查的方式是，用探頭直接測量光滑鋁制金屬平板，所得曲線應(yīng)當(dāng)為OdB的一條直線，偏差小于等于ldB。如果校準(zhǔn)狀態(tài)不正常，極有可能是探頭的狀態(tài)發(fā)生明顯的改變，例如:結(jié)構(gòu)松動(dòng)、器件失效、被油污等液體污染等，這事需要返廠檢查。
[0053]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，其特征在于:它包括盒蓋(1)、盒體(3)、電路板(2)和喇叭(4);所述盒體(3)由底板和四個(gè)側(cè)板組成，任一所述側(cè)板上設(shè)有若干端口，盒體(3)的上部開口 ；所述盒蓋(I)蓋于盒體(3)的開口之上，與盒體(3)形成密封空腔，所述電路板(2)置于密封空腔內(nèi)，電路板(2)上集成有射頻電路；所述射頻電路和盒體(3)的側(cè)板上的端口電連接；所述喇叭(4)采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，連接于盒體(3)的底板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，其特征在于:所述射頻電路和盒體(3) —體化封裝。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，其特征在于:它還包括與所述自校準(zhǔn)測試探頭配合的校準(zhǔn)配件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，其特征在于:所述校準(zhǔn)配件是三種已知阻抗值的負(fù)載。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式吸波涂層反射率自校準(zhǔn)測試探頭，其特征在于:所述負(fù)載為開路負(fù)載，短路負(fù)載和完全匹配負(fù)載。
【文檔編號(hào)】G01N22-00GK204269566SQ201420740762
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