[实用新型]一种高速风洞兆瓦量级微波毁伤试验装置

说明书

本实用新型公开了一种高速风洞兆瓦量级微波毁伤试验装置。平板模型顺气流安装在风洞试验段中，在风洞试验段一侧的观察窗外安装微波源、高速相机和红外热像仪；微波源发射的入射微波依次通过环形器和耦合器馈入至风洞试验段后辐照在平板模型的表面；平板模型的表面中心处嵌有透波玻璃，其他位置涂覆吸波材料；透波玻璃的背面安装有喇叭形状的开口波导，开口波导收口在定向耦合器上，定向耦合器连接波导同轴转换器；在风洞试验段外的另一侧安装有衰减器、检波器、示波器和计算机；在平板模型顺气流方向的前、后分别安装前反射微波吸收板阵列、后反射微波吸收板阵列。该装置能够实时模拟真实流场情况下的吸波材料的微波温升效应和微波毁伤特性。

技术领域

本实用新型属于高速风洞试验技术领域，具体涉及一种高速风洞兆瓦量级微波毁伤试验装置。

背景技术

高功率微波武器是隐形战机的克星，这主要是由隐形战机自身的设计特点造成的。首先，目前隐形战机普遍采用的隐形吸波材料包括特种石墨蜂窝材料和树脂聚合物材料，“隐形材料”的工作原理是将雷达波转化为热能散发出去来避免反射。同时，为进一步增强隐形效果，所有隐形战机上都喷涂有一层相当厚的雷达吸波材料，这种吸波材料的工作原理和“隐形材料”基本相同。由于大量使用吸波材料，因此美军隐形战机在雷达面前有很好的低可探测能力。但是，由于目前大部分军用雷达工作在微波波段，隐形战机能大量吸收雷达波也就会大量吸收微波，这就铸成其自身的致命弱点，自招“杀身之祸”。以F22等为代表的四代机主要采用隐形涂层的方式进行隐型，隐形涂层具有一些典型的特点，一是生存周期短，维护费用高；二是随温度升高吸波性能急剧下降；三是局部损坏后，全机整体隐形性能急剧下降，例如英国皇家空军前国防研究主任兰伯特(Andrew Lambert)曾说过：洛马虽说已经将隐形涂层改良得更好，但是一次刮痕就即可让战斗机的雷达信号与747一样。也正是由于具有第二和第三两个特点，使高能微波武器在反隐形涂层方面具有显著的优势。当隐形战机被高能电磁波照射到时，涂层会由于过量吸收微波能量而产生高温，导致隐形性能下降，或者进一步造成涂层的皲裂、外形损坏等，使其隐形能力失效。

随着固态高功率微波系统开发成功，攻击性微波武器成为可能，微波的功率急剧增加可以成为未来飞行器的极大威胁。当高功率微波作用在飞行器表面时，由于微波的反射、衍射等作用，在飞行器局部区域形成场增强效应，这种效应导致大量的能量沉积，与飞行器表面的吸波涂层相互作用，引起形变、进而改变其空气动力学特性。在微波毁伤效应的研究过程中，包含诸多影响因素，其中关键的三个参数为：

敏感频率：由被作用目标自身特点决定，为其敏感的频率点或频率段。

功率门限：低于特定功率，能量再大都不能发生毁伤效应。

能量累积：超过功率门限还必须要有足够的能量才能使目标毁伤。

在真实流场下，由于速度场与温度场的强耦合效应将引起热传导过程中对流换热系数的变化，进而导致毁伤目标功率门限和能量累积发生剧烈的变化，所以为了评估真实飞行器在高速飞行过程中的高能微波毁伤效应，必须在真实流场条件下开展微波毁伤的试验研究。现有的微波试验主要在开放环境或者微波暗室中开展，没有考虑真实气流带来的对流传热等影响。

当前，亟需发展一种高速风洞兆瓦量级微波毁伤试验装置，以模拟真实气流对微波毁伤的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高速风洞兆瓦量级微波毁伤试验装置。