手持式吸波材料反射率测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及吸波材料反射率测量领域，尤其是一种在保证测试精度的同时，能减 小测试空间与操作复杂度，并适用于对已涂覆于金属表面的吸波材料进行现场测试的手持 式吸波材料反射率测量装置。
【背景技术】
[0002] 随着高新技术的飞速发展，吸波材料获得了日益广泛的应用。要深入研究吸波材 料就需要我们找到一种能较为准确的衡量吸波材料吸波性能的方法，常用的测试吸波材料 反射率的方法有 RAM (Radar Absorbing Material)反射率远场 RCS (Rader Cross Section) 测试法、RAM反射率样板空间平移测试法、RAM反射率弓形测试法等，其中，弓形测试法是被 国内外推荐测试吸波材料的主要方法，图1所示为弓形法的示意图。
[0003] 弓形测试法适合在微波暗室或一般实验室里，以扫频方式，测试RAM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，在测试时发射天线和接收天线工作在同一极化方式。设计弓形框架，以调节入射和 接收角度。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RAM样板取代标准板，测量RAM样板的反射，即可得RAM样板的反射率。
[0004] 对于传统的弓形测试法而言，采用宽带喇叭天线作为收、发天线。基于这种方式存 在以下几点不足：1、喇叭天线以及起支撑作用的弓形架及其驱动电机成本高，体积大，质量 重，安装调试较为复杂，且收、发天线定位角度的准确性较差；2、待测样板需放置在均匀平 面波区域，而喇叭天线辐射的平面波区域位于辐射远场区；同时收、发天线之间经由材料反 射路径的距离R需满足以下条件：
[0006] 其中，D为喇叭口径最大尺寸，λ_为测试最高频率对应波长。由于喇叭天线口 径较大，其辐射远场区距离天线较远，导致测试所需空间较大；3、发射天线距离待测样板较 远，其发出的电磁波一部分照射在待测样板上，另一部分经测试系统周围地面的来回反射 会产生较大的干扰信号，因此需在测试系统周围的地面上铺设一层高性能吸波材料，以减 小测试系统的背景反射，这也增大了测试空间与成本；4、当待测吸波材料已涂覆到导弹、飞 机及舰船上时，传统的测试系统无法进行测试。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提出一种手持式吸波材料反射率测量装置，采用新型双对踵结 构Vivaldi天线来替代传统弓形法中的喇叭天线作为收、发天线，以减小测试空间与操作 复杂度，降低背景反射对测试精度的影响，实现对样品板或已涂覆于金属表面的吸波材料 在远场条件下的反射率现场测试。
[0008] 为实现上述发明目的，本发明提供一种手持式吸波材料反射率测量装置，包括：金 属测试平台、金属测试平台上方的待测样板或标准样板、待测样板或标准样板上方的支撑 罩，支撑罩内部的弓形导轨、包括作为接收天线和发射天线的近场聚焦天线，位于接收天线 和发射天线之间的吸波隔板，与所述接收天线和发射天线分别固定连接的在所述弓形导轨 上滑动的滑块，位于弓形导轨中轴线的可调节高度的升降杆，一端和滑块铰接、另一端在弓 形导轨中轴线上铰接在一起的等长的并由升降杆带动一同升降的推拉杆，支撑罩外部的和 所述近场聚焦天线通过微波电缆连接的收发模块，所述近场聚焦天线的天线介质基板垂直 于入射平面，所述天线介质基板垂直于弓形导轨所在平面且沿弓形导轨的径向设置；
[0009] 作为优选方式，所述接收天线和发射天线为双对踵结构Vivaldi天线，所述天线 包括介质基板、T型微带功分器，所述T型微带功分器的两路微带线输出分别连接两个微带 线到平行双线的转换结构，并向右扩展形成两个关于天线中心轴线对称的对踵结构，所述T 型微带功分器、微带线到平行双线的转换结构和对踵结构均位于介质基板25上下两侧；通 过对踵结构后，平行双线的一馈线转换成指数渐变的附着于介质基板上侧的外脊及内脊， 平行双线的另一馈线转换成指数渐变的附着于介质基板下侧的外脊及内脊；两外脊的外侧 均有波纹边缘结构，两外脊末端连线的中点处连接有一基板延伸半圆。
[0010] 作为优选方式，构成所述内脊及外脊的四条指数渐变曲线为指数曲线加上常数修 正部分，它们满足方程：
[0011] 内脊：y(x) = ± (-0· 5*Sl*exp(kl*x)+0. 5*Wl+0. 5*Sl+0. 5*W2) (0 彡 x 彡 LI)
[0012] 外脊：y (x) = ± (0· 5*Sl*exp (k2*x) -0· 5*W1_0. 5*Sl+0. 5*W2) (0 彡 x 彡 L2)其 中y表示与所述天线中心轴线的垂直距离，x表示延x轴方向离所述平行双线末端的距离； S1为指数曲线系数，W1为连接对踵结构的微带线导带宽度，W2为所述两个对踵结构的间 距，Ll、L2分别为内脊、外脊的长度，kl、k2分别为内脊、外脊的指数曲线渐变率，其大小决 定着指数曲线的弯曲程度。
[0013] 作为优选方式，所述T型微带功分器为等幅同相输出，输入端特性阻抗为50 Ω，两 输出端特性阻抗均为1〇〇 Ω，所述T型微带功分器的分支连接处有一开向输入端的等腰三 角形槽，以获得更好的匹配。
[0014] 作为优选方式，所述微带线到平行双线转换结构为：微带线的导带等宽地过渡到 平行双线其中一馈线，微带线的地指数渐变地过渡到与导带等宽的平行双线另一馈线。
[0015] 作为优选方式，所述升降杆为螺纹杆，与位于弓形导轨中点的螺纹孔配合。
[0016] 作为优选方式，所述收发模块包括程控计算机、与所述程控计算机通过LAN 口进 行连接的矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪和收、发射天线之间通过微波电缆进行连 接。
[0017] 作为优选方式，所述程控计算机和矢量网络分析仪替换为：频率源、检波器、DSP 开发板、与DSP开发板连接的触摸屏，频率源的输出连接发射天线，检波器的输入连接接收 天线，DSP开发板用于控制频率源和检波器，触摸屏用于输入指令和输出结果。
[0018] 作为优选方式，所述弓形导轨和推拉杆的表面、支撑罩内壁涂有吸波涂层。
[0019] 作为优选方式，支撑罩的底部设有4个支撑脚。
[0020] 本发明所述的手持式吸波材料反射率测量装置工作时，先后将支撑脚的底部分别 贴紧标准样板（良导体平面）和待测样板的表面，测试它们的反射，采用"中华人民共和国 国家军用标准，雷达吸波材料反射率测试方法，GJB 2038-94"中"弓形法"来求解RAM样板 的反射率，即在某一给定频率和极化条件下，通过测量电磁波以某一角度从同一方向、同一 功率密度入射到被测样板与同尺寸良导体平面二者上的反射功率之比，即可得到被测样板 的反射率，见公式（1):
[0022] 其中，Γ为待测样板的反射率，Pa为待测样板的反射功率，为良导体平面的反射 功率。
[0023] 实际测量中，并不直接测量反射功率，而是通过分别测量待测样板和良导体平面 反射功率与同一参考功率的比值来得到反射率，
[0026] 其中，匕为与发射信号成正比的参考信号功率，Γ 3为待测样板的反射功率与参考 信号功率之比，为良导体平面的反射功率与参考信号功率之比。待测样板的反射率