[发明专利]平板材料高温透波率测试系统及方法

说明书

本发明提供一种平板材料高温透波率测试系统及方法，该测试系统包括：网络分析仪、发射天线、接收天线、第一、二聚焦透镜、至少一个高温热流发生器和保温箱；平板材料设置在保温箱内；高温热流发生器设置在保温箱上，用于产生热流以对平板材料进行加热；网络分析仪用于产生和接收微波信号；发射天线用于将微波信号发射至自由空间；第一、二聚焦透镜分别设置在保温箱上并分布在平板材料两侧，第一聚焦透镜用于将发射天线发射的微波信号聚焦后照射到平板材料上，第二聚焦透镜用于将透过平板材料的微波信号聚焦并转换为平面波；平面波被接收天线接收后并传输至网络分析仪。本发明实现了平板材料的高温透波率测试，测试系统性能稳定可靠。

技术领域

本发明提供一种平板材料高温透波率测试系统及方法，属于电磁场与微波技术领域。

背景技术

飞行器飞行速度的提升，特别是以超声速或者以高超声速飞行时，严重的气动加热将会致使飞行器外部结构发生烧蚀，对飞行器的正常飞行以及安全带来极为严重的影响。因此，位于飞行器最前端的天线罩需要在更高的工作温度和更恶劣的环境中承受更大的负载和热冲击，同时高精度制导的要求使得天线罩还需具有更好的电磁传输特性，更低的瞄准误差，具备全天候工作能力。针对天线罩的电性能设计，目前国内依然缺乏成熟、可靠的三维设计方法。设计人员通常是首先进行平板设计，需要往复进行“设计—制作样罩—测试—修正设计”的过程，存在着研制周期长、研制成本高昂，且透波性能难以得到保证的问题。解决该问题的最有效办法，是在制作天线罩之前制作平板，测试出平板频率特性及透波能力，直接对设计进行修正。由此可见，平板透波率测试系统是天线罩电性能设计必需的辅助手段。

但高超声速飞行器在其高速飞行过程中会出现严重的气动加热，天线罩表面会出现烧蚀，其物理性质及表面形态较飞行前发生较大变化，常温下对天线罩前期的平板透波率测试已不能对服役环境下的平板材料性能进行准确评价。因此，常温下的平板材料透波率评价方式已经不再适用，实现材料平板的高温透波率评价是目前一个急需解决的问题。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种平板材料高温透波率测试系统及方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

本发明的技术解决方案：

根据一方面，提供一种平板材料高温透波率测试系统，该测试系统包括：网络分析仪、发射天线、接收天线、第一聚焦透镜和第二聚焦透镜、至少一个高温热流发生器和保温箱，其中，平板材料设置在所述保温箱内；所述至少一个高温热流发生器设置在所述保温箱上，用于产生热流以对所述平板材料进行加热；所述网络分析仪用于产生和接收微波信号，并将产生的微波信号传输至发射天线；所述发射天线用于将所述微波信号发射至自由空间；所述第一聚焦透镜和第二聚焦透镜分别设置在所述保温箱上并分布在平板材料两侧，所述第一聚焦透镜用于将发射天线发射的微波信号聚焦后照射到所述平板材料上，所述第二聚焦透镜用于将透过平板材料的微波信号聚焦并转换为平面波；所述平面波被所述接收天线接收后并传输至所述网络分析仪。

进一步地，所述保温箱为夹层结构，所述夹层结构的中间填充气凝胶隔热材料。

进一步地，所述夹层结构的两侧壁耐均采用高温二氧化硅陶瓷制成。

进一步地，所述第一聚焦透镜和第二聚焦透镜的焦点均位于平板材料的中心，且焦斑直径均为1.8～2.2cm。

进一步地，所述网络分析仪分别通过电缆与所述发射天线和接收天线进行通信连接。

进一步地，所述测试系统还包括转台，所述转台设置在所述保温箱内，平板材料设置在所述转台上，所述转台用于调整平板材料的测试角度。