用于材料屏蔽效能測試的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于材料屏蔽效能測試的夾具，具體來說，設(shè)計制作了一種采用階梯過渡的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具(圖1)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于材料屏蔽效能測試的同軸線夾具，解決現(xiàn)有材料屏蔽效能測試裝置帶寬不足、不能滿足材料電磁脈沖屏蔽效能測試的問題。為解決上述問題，本發(fā)明使用黃銅作為材料，以聚四氟乙烯圓環(huán)作為內(nèi)導(dǎo)體的支撐介質(zhì)，不連續(xù)處采用階梯過渡的方式，制作了一種導(dǎo)體連續(xù)的圓同軸線夾具。本發(fā)明配合矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以用于材料的頻域屏蔽效能測試。本發(fā)明配合脈沖信號源，寬帶示波器以及衰減器等搭建材料屏蔽效能的時域測試測試系統(tǒng)，可以用于材料的電磁脈沖屏蔽效能測試。
【專利說明】用于材料屏蔽效能測試的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于材料屏蔽效能測試的夾具，具體來說，設(shè)計制作了一種采用階梯過渡的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁脈沖作為一種寬頻帶、高場強(qiáng)的瞬態(tài)信號，其對各類屏蔽材料的作用機(jī)理十分復(fù)雜，僅使用頻域測試并不能滿足材料的電磁脈沖屏蔽效能(SE)研究需求。而材料屏蔽效能的時域測試方法大都是在參考現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)GJB6190-2008和IEC61587-3的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其測量屬于強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境下的弱信號測量，必然對測試系統(tǒng)的帶寬和動態(tài)范圍有很高的要求。
[0003]國內(nèi)解放軍理工大學(xué)已成功研制了小型脈沖電場和脈沖磁場屏蔽效能測試系統(tǒng)，采用光纖測量設(shè)備，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與處理的自動化。西北核技術(shù)研究所還使用“試件法”對某特種水泥材料進(jìn)行了屏蔽效能的時域測試。但此類基于光纖傳輸?shù)碾姶琶}沖測量系統(tǒng)，由于受脈沖源、脈沖模擬器、脈沖傳感器性能的制約，存在著時域測試系統(tǒng)準(zhǔn)備時間長、脈沖激勵源重復(fù)性不好、測試結(jié)果相差較大的問題。屏蔽室窗口法雖然在高頻段的重復(fù)性好、可靠，但是由于窗口尺寸的原因，在低頻段存在著一個截止頻率，用于電磁脈沖測試時，低頻成分必然會極大的衰減，而能夠從直流到高頻傳輸信號的同軸線則能很好的改善這些問題。
[0004]典型的同軸線夾具大多是按照美國材料試驗學(xué)會(ASTM)的ES7和D4935兩個標(biāo)準(zhǔn)制作，測試頻率上限均為1.5GHz。ES7的特點是同軸線的導(dǎo)體連續(xù)，低頻下限主要由信號源確定，理論上可到直流。D4935的特點是內(nèi)外導(dǎo)體全斷開，使用法蘭配合塑料螺釘夾持材料，依靠測試面的容性電流保持電連接，其低率下限為30MHz。而隨著材料向著高效能、高頻段屏蔽方向的發(fā)展，以及一些上升沿更加陡峭的電磁脈沖的出現(xiàn)，急需將測試夾具的高頻上限擴(kuò)展。雖然國外已在2006年和2009年，研制了高頻上限達(dá)到了 8GHz和13.5GHz的D4935類導(dǎo)體全斷開的同軸測試裝置，但是其低頻性能仍然不足。針對以上方法不能兼顧低頻和高頻測試性能的不足，本發(fā)明提供了一種寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于材料屏蔽效能測試的同軸線夾具，解決現(xiàn)有材料屏蔽效能測試裝置帶寬不足、不能滿足材料電磁脈沖屏蔽效能測試的問題。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明使用黃銅作為材料，以聚四氟乙烯圓環(huán)作為內(nèi)導(dǎo)體的支撐介質(zhì)，不連續(xù)處采用階梯過渡的方式，制作了一種導(dǎo)體連續(xù)的圓同軸線夾具。
[0007]本發(fā)明配合矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以測量金屬網(wǎng)、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電玻璃、導(dǎo)電布、導(dǎo)電介質(zhì)板、表面涂覆或鍍導(dǎo)電層材料等電磁屏蔽材料的屏蔽效能，材料試樣的最大厚度不超過 4mm。
[0008]本發(fā)明配合脈沖信號源，寬帶示波器以及衰減器等搭建材料屏蔽效能的時域測試系統(tǒng)，可以測量材料的電磁脈沖屏蔽效能。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0010]1、采用階梯過渡段可以大大縮短同軸線夾具的長度，減小制作、裝配的誤差。優(yōu)化算法與仿真軟件結(jié)合的設(shè)計方法，保證了同軸線夾具內(nèi)外徑尺寸、階梯錯位距離以及支撐介質(zhì)尺寸和安裝位置的最優(yōu)化。
[0011]2、實際制作的同軸線夾具在將材料屏蔽效能頻域測試的高頻上限擴(kuò)展到IOGHz的同時，導(dǎo)體的連續(xù)保證了同軸線夾具的低頻下限到直流。反射損耗在O-SGHz的范圍內(nèi)小-20dB，傳輸損耗小于0.7dB。
[0012]3、可以用于材料對于電磁脈沖的屏蔽效能時域測試，減小了因同軸線夾具帶寬不足引入的誤差。
[0013]4、測試樣本縮小為內(nèi)直徑3mm，外直徑20mm的圓環(huán)狀材料,減小了測試樣本與同軸線的接觸阻抗以及測試樣本與同軸線夾具耦合電容的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]圖1是本發(fā)明寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的裝配圖；
[0016]圖2-圖8是本發(fā)明寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的各組成部件圖；
[0017]圖9是由本發(fā)明組成的材料屏蔽效能頻域測試系統(tǒng)；
[0018]圖10是由本發(fā)明組成的材料屏蔽效能時域測試系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0019]圖1為本發(fā)明寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的裝配圖，分別由外殼(1、2、3)組成的外導(dǎo)體殼，2個支撐介質(zhì)(4)，由內(nèi)導(dǎo)體(5、6、7)組成的內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成。本發(fā)明的兩端留有N型同軸連接器的安裝底座，與其它測試設(shè)備連接。
[0020]圖9為由衰減器(8)，本發(fā)明裝置(9)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)組成的材料屏蔽效能頻域測試系統(tǒng)，可以用與評價材料在O-1OGHz范圍內(nèi)的頻域屏蔽效能。首先，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對未加載屏蔽材料的同軸線夾具進(jìn)行校準(zhǔn)，扣除衰減器、線纜、連接器等器件的衰減，然后加載屏蔽材料測得插入損耗(IL)曲線，即材料屏蔽效能曲線。
[0021]圖10為由本發(fā)明裝置(9)，脈沖源(11)，衰減器(12、13)，示波器(14)組成的材料屏蔽效能時域測試系統(tǒng)，可以用于評價材料對于電磁脈沖的屏蔽效能。選擇合適的衰減器，確保未加屏蔽和未加載材料時輸出的脈沖在不波器的量程范圍內(nèi)，觸發(fā)脈沖信號源，使用示波器測得未加載材料和加載材料后的時域波形，跟據(jù)這兩組時域波形即可計算材料對于電磁脈沖的屏蔽效能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于材料屏蔽效能測試的連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具，包括:由外殼(1、2、3)組成的外導(dǎo)體殼，2個支撐介質(zhì)(4)，由內(nèi)導(dǎo)體(5、6、7)組成的內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成，其特征在于: 在外導(dǎo)體殼(1、2、3)和內(nèi)導(dǎo)體(5、6、7)的不連續(xù)過渡段采用階梯式過渡，并進(jìn)行了錯位補(bǔ)償；支撐介質(zhì)(4)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，其距離不連續(xù)處22.54mm，嵌入內(nèi)導(dǎo)體深0.64mm、夕卜導(dǎo)體深0.7mm,并在支撐介質(zhì)(4)的兩面挖去了深0.64_、寬2.54mm的環(huán)形凹槽進(jìn)行補(bǔ)償。
2.基于權(quán)利要求1所述的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具(9)可以用于材料的頻域屏蔽效能測試，其特征在于: 配合衰減器(8)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)，可以對金屬網(wǎng)、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電布、表面涂覆或鍍導(dǎo)電層的材料等電磁屏蔽材料的屏蔽效能進(jìn)行測量，材料試樣僅需內(nèi)直徑3mm、外直徑20mm的圓環(huán)狀材料，測試頻率上限達(dá)10GHz。
3.基于權(quán)利要求1所述的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具(9)可以用于材料對于電磁脈沖的屏蔽效能測試。其特征在于: 配合脈沖源(11)，衰減器(12、13)，示波器(14)搭建的材料屏蔽效能時域測試系統(tǒng)，可以對材料進(jìn)行屏蔽效能的時域測試，評價材料對于電磁脈沖的屏蔽效能。
【文檔編號】G01R1/04GK103926426SQ201310013613
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】陳永光, 魏明, 陳翔, 范麗思, 張希軍, 紀(jì)志強(qiáng), 胡小鋒 申請人:中國人民解放軍軍械工程學(xué)院