[发明专利]临近空间高速目标等离子体电磁测量系统

权利要求书

1.一种临近空间高速目标等离子体电磁测量系统，其特征在于，包括圆柱卧式的真空腔体(6)，等离子体进入真空腔体(6)的喷口平面不能和真空腔体(6)端面共面；真空腔体(6)内底部安装有平行于真空腔体(6)轴线的三组下导轨(6.2)，真空腔体(6)顶部安装有平行于真空腔体(6)轴线的上导轨(6.1)；透射测量系统的收发天线分别架设于两侧边的下导轨(6.2)上，透射测量系统的收发天线对称架设且能够沿等离子体轴线方向和径向二维移动，透射测量系统的收发天线高度和等离子体轴线平齐；散射测量系统的待测目标架设于中间的下导轨(6.2)上，散射测量系统的收发天线均架设于上导轨(6.1)上；内部电磁场测量系统的发射天线架设于两侧边的任意一组下导轨(6.2)上，接收电磁场的电场/磁场探针(25)架设于中间的下导轨(6.2)上；

等离子体喷口向真空腔体(6)内部伸入的结构为喷口锥台(10)，喷口锥台(10)的大底通过喷口锥台法兰(11)和真空腔体(6)端面连接，喷口锥台(10)的小底通过喷管法兰(20)和喷管(21)连接；喷口锥台(10)设有夹层，通过冷却介质的方式进行冷却；

所述真空腔体(6)的半径由散射测量所需要的远场条件决定，远场条件为R2D2f/c，其中，c表示光速，f表示测量频率，R表示测量距离，D表示目标尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种临近空间高速目标等离子体电磁测量系统，其特征在于，所述透射测量系统包括：

多功能数字信号发生器(411)，用于产生相应体制的1.5G中频信号；

宽带上变频器(412)，用于将1.5G中频信号变频为1.5G～40G的信号；

宽带功率放大器(413)，用于将1.5G～40G的信号放大后输送至透射测量系统的发射天线(414)；

透射测量发射天线(414)，用于发射射频信号；

透射测量接收天线(415)，用于接收穿过等离子体的射频信号；

宽带低噪声放大器(416)，用于将接收的射频信号进行放大，并输送至宽带下变频器(417)；

宽带下变频器(417)，用于将信号变频为中频信号；

宽带高速记录器(418)，用于将大动态范围中频信号高速采集、存储记录；

时码器(422)，用于为系统提供统一的时间基准；

高稳频率基准源(423)，用于为系统提供频率基准信号；

直流稳压电源(424)，用于为宽带功率放大器(413)、宽带低噪声放大器(416)提供电源。

3.根据权利要求1所述的一种临近空间高速目标等离子体电磁测量系统，其特征在于，所述散射测量系统包括：

矢量网络分析仪(32)，用于发射覆盖多个频段的宽带扫频信号，同时接收单路/多路扫频回波信号，采用同一本振实现回波信号的混频；

低噪声放大器，用于将接收的射频信号进行放大，并输送至散射测量系统的发射天线；

散射测量发射天线(34)，用于发射雷达信号；

散射测量接收天线，用于接收经等离子体散射的信号，并输送至矢量网络分析仪(32)。

4.根据权利要求1所述的一种临近空间高速目标等离子体电磁测量系统，其特征在于，所述散射测量系统的收发天线距离大于等于3m。

5.根据权利要求1所述的一种临近空间高速目标等离子体电磁测量系统，其特征在于，所述内部电磁场测量系统包括：

多端口的矢量网络分析仪(32)，一端口接电场/磁场探针(25)，二端口接电磁场测量发射天线(23)，对两个端口的散射矩阵进行测量，通过移动和排列电场/磁场探针(25)，反推出电磁场的分布和传播特性；

隔离模块(31)，用于通过高通滤波器对磁场探针输出射频数据的低频电压进行隔离，通过低噪声放大器对微弱电磁信号进行放大。