[发明专利]一种用于吸波涂料反射率性能现场测量的微波探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波探头，尤其涉及一种用于吸波涂料反射率性能现场测量的微波探头。

背景技术

微波吸收涂料(简称吸波涂料)主要用于涂敷在某些设备表面，用于吸收照射到物体表面的微波(电磁波)的能量，从而减小物体表面对电磁波的反射。

吸波涂料吸收电磁波的能力通过吸波涂料的反射率来衡量，可以在实验室中通过测量一面涂敷有吸波涂料的金属平板试验样件的手段来评估吸波涂料的反射率。吸波涂料在涂敷到物体表面后，由于气候、老化等原因，其吸波性能会逐渐下降，但是对于已经涂敷在物体表面的吸波材料，由于无法拆除(拆除即破坏)，没有办法在实验室中进行测量，只能通过专门的吸波涂料反射率现场测试仪对其吸波性能进行检测评估。

微波探头是吸波涂料反射率现场测量仪器的一部分，主要用于对吸波涂料反射率性能进行现场测量的场合。图1示出了吸波涂料反射率现场测量仪器的工作方式，如图所示，在进行测量时，用微波探头的前端贴在涂敷有吸波涂料的物体表面上，吸波涂料反射率现场测量仪器产生的微波信号经微波探头向吸波涂料反射，部分电磁波能量被吸波涂料吸收，剩余的能量反射回来，再被微波探头接收，供进一步的处理及分析。

目前，进行上述测量的一种方法是采用矢量网络分析仪作为吸波涂料反射率现场测试仪的主机，配套一个喇叭天线或波导等器件作为微波探头，探头与测试仪器主机之间通过一根微波电缆连接。在这种方式下，微波探头只是作为一个微波信号传输、辐射、接收的通道。由于以下原因，这种方式不适合于实际的工程应用：

1、微波电缆对微波信号具有损耗效果，并且频率越高，损耗越大，因此测试仪主机与微波探头之间的连接电缆的长度受到限制，一般最长只能有3-5米，满足不了很多现场测量的需求(要求电缆长度10米以上)。

2、每一个微波探头只能工作在一个特定的频段，进行其他频段的测量时，需要更换微波探头。在更换不同频段的微波探头时，需要反复拆装微波电缆，微波电缆很容易由于磨损而导致性能下降，增大对微波信号的损耗，从而造成测量误差。

3、实际应用中，一般需要在物体的多个位置上进行测量，操作者需要拿着微波探头在几米到十几米的范围内移动。微波信号从测试仪主机发出，通过微波电缆传输到探头，由于微波信号的频率很高(波长很短)，微波电缆的弯曲，微波接头的松紧都会对微波信号的相位造成较大影响，会带来校准或测量的误差。

由于上述缺点，这种测量方法无法在实际的工程应用中使用。必须使用专门设计的新型吸波涂料反射率现场测试仪来对使用中的吸波涂料进行测量。

发明内容

为了克服上述问题，本发明采用一种用于吸波涂料反射率性能现场测量的新型微波探头。在新型的微波探头中，集成了能够生成、发射、接收和处理微波信号的电路，微波电路与用于传输、辐射、接收微波信号的探头前端部分保持固定连接。在探头电路上还集成了单片机电路，使探头自身具备了测量管理及串口通信的功能。

本发明提出了一种用于吸波涂料反射率性能现场测量的微波探头，包括探头盒体、探头电路和探头前端，所述探头电路置于所述探头盒体内，所述探头电路的信号输出/输入端与所述探头前端的信号输入/输出端连接起来，所述微波探头与吸波涂料反射率现场测量仪器的主机之间仅传输数字信号或中频信号；其中所述探头电路用于产生受控制的微波信号，并对信号进行预处理，然后经微带-波导转换电路将信号通过所述探头前端向外发射，还用于经所述微带-波导转换电路接收被吸波涂料反射的微波信号，对其处理后得到两路包含有幅度相位信息的中频信号，并通过电缆传输给所述吸波涂料反射率现场测量仪器的主机。

进一步，所述探头盒体包括主体、对外信号接头和顶盖，其中所述顶盖用于从顶部封闭所述探头盒体，所述对外信号接头用于外接信号电缆以实现所述微波探头和所述吸波涂料反射率现场测量仪器的主机之间的数字信号或中频信号的传输。

进一步，在探头盒体的顶盖和主体能够根据需要安装数码管、LED灯或按钮。

进一步，所述探头电路包括微波电路和单片机电路，微波电路能够产生、发射、接收、处理微波信号；单片机电路用于管理微波信号的生成、与测试仪器主机进行通信以及管理探头上的附属设备。

进一步，所述探头前端包括波导盖、安装座、导波腔体和法兰，其中所述波导盖和安装座嵌入到所述主体内部，并通过所述安装座和主体内部的安装孔将探头前端与探头盒体的主体紧固；所述导波腔体按照微波传输的要求设计形状、长度以及内部横截面尺寸。

进一步，所述导波腔体为标准波导管、开口喇叭或扁口喇叭的形状。