[发明专利]基于单喇叭反射天线罩IPD的天线罩电性能修正方法

说明书

本发明公开了一种基于单喇叭反射天线罩IPD的天线罩电性能修正方法，包含以下过程：确定天线罩结构参数与测量频率f，对材料与结构相同的多个天线罩进行IPD的测量参数及测量影响系数的标定；基于天线罩的罩壁的单位厚度变化引起的IPD变化量最大原则，确定优选测量参数，并建立天线罩IPD变化与壁厚误差的影响关系公式；对被测天线罩进行IPD测试，并与标准曲线进行对比，建立IPD超差曲线；结合IPD超差曲线和IPD影响关系公式，确定天线罩各部位的壁厚修正量；采用修磨或喷涂方法对所述天线罩进行壁厚修正。

技术领域

本发明涉及天线罩测量与制造技术领域，特别涉及一种基于单喇叭反射天线罩IPD测量系统对天线罩电性能进行修正的方法。

背景技术

天线罩是集气动、结构和电气性能于一体的特殊产品，它既要承受飞行过程的气动热与气动载荷，又是制导控制回路的一个环节，对制导系统的作用距离、脱靶量和稳定性有着重要影响，因此天线罩有着严格的外形、壁厚制造公差与电气性能要求。

由于制备过程中引入的材料分布不均匀、气孔、杂质等多种因素的影响，天线罩材料存在一定的介电不均匀性，使得结构尺寸精度满足要求的天线罩在电性能方面不一定满足要求，需要根据测试数据对性能超差区域进行壁厚修正以补偿电性能误差。确定修正区域和修正量是天线罩性能精确修正的关键要素。

现有技术对天线罩性能修正的主要依据包括远场测量数据、几何厚度、仿真计算等。

专利CN 103401070 A《基于远场的薄壳式天线罩壁厚修磨方法》提出了基于远场测量数据进行天线罩性能修正的方法，通过将远场方向图提取电性能指标，并反求得到天线罩各部位的介电常数和壁厚修正量。但由于远场测量得到的是天线罩在不同天线转角下的整体性能，由整体性能转化为局部误差计算复杂、误差大，修正过程中可能存在较多反复。

大连理工大学发表的《天线罩内廓形精密测量与修磨工艺技术研究》、《天线罩几何参数测量原理及关键技术研究》等论文介绍了一种基于几何厚度的天线罩性能修正方法，但基于几何厚度的修磨只能保证天线罩的尺寸精度，无法消除由材料不均匀性引起的误差。

专利CN 103094685 A《基于轴向偏焦的大型天线罩电性能补偿方法》介绍了一种基于数学仿真手段的电性能补偿方法，其针对对象为夹层天线罩，且仿真过程中未涉及天线罩材料不均、壁厚误差等因素引起的电性能超差。

天线罩插入相位延迟(Insert Phase Delay，简称IPD)是指电磁波通过罩壁引起的相位滞后，能综合反映罩壁的物理厚度误差和介电常数的均匀性。IPD测量采用近场测量，可反映指定区域的具体误差，是天线罩工程中用来检验电气性能的重要措施之一，可以作为对天线罩进行性能控制的重要参数。

专著《防空导弹天线罩》和大连理工大学的论文《天线罩制造中的电厚度测量技术》提出了天线罩的IPD可按下式计算：

实际研究表明，影响天线罩IPD的参数除了壁厚、测量频率、入射角、介电常数外，还与测量时所用的喇叭天线、测试距离、测量步长、误差区域、罩体厚度与外形等众多参数有关，同时由于喇叭天线的电磁场分布限制，在IPD测量时很难做到点对点测量，任意一点的IPD测量数据均是一定区域内的性能综合，单一的理论公式无法精确指导天线罩的性能修正。特别对于采用单喇叭反射法进行IPD测量，由于测试微波要两次穿过天线罩，涉及因素多、过程复杂，采用理论推导难以精确得到IPD与壁厚的精确表达公式。

东华大学的专利CN 101936722 A《一种支持天线罩精密修磨的在线测量装置及方法》、CN 102120311《一种支持天线罩内外型线检测与修磨的多功能复合装备》提到可根据电厚度进行天线罩电性能修正，但并未涉及到电厚度测量的工艺方法及如何根据电厚度数据识别天线罩误差、确定修正量和指导天线罩性能修正。

发明内容