一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭的製作方法
2023-12-03 10:15:26
專利名稱:一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，涉及雷達吸波塗層反射率的測量領域。它包括盒蓋、盒體、電路板和喇叭。盒體由底板和四個側板組成，任一側板上設有若干埠，盒體的上端開口。盒蓋蓋於盒體開口之上，與盒體形成密封空腔，電路板置於密封空腔內，電路板上集成有射頻電路；射頻電路和盒體的側板上的埠電連接。喇叭採用波導結構，連接於盒體的底板上。由於使用了射頻集成電路，以及射頻電路和探頭一體化封裝的結構形式，使得微波系統電路的溫度的一致性，長期使用的一致性得到了極大的保證。所以，採用出廠前一次性校準和定期校準檢查的方式，一勞永逸的解決日常使用中的校準問題，在現場使用時無須再校準。
【專利說明】一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷達吸波塗層反射率的測量領域，具體涉及一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭。
【背景技術】
[0002]除外形隱身技術外，材料隱身是當前實現飛機隱身、減小雷達散射截面(RCS)的一種最重要、最有效的技術手段。曾經有專家評估說材料隱身技術可以佔飛機整體隱身技術作用的30%，由此可見材料隱身技術的重要性。材料隱身技術中其中很重要的一項就是雷達吸波塗層應用，雷達吸波塗層在需要頻段內吸波性能的好壞是其中的關鍵，吸波性能的好壞的判定指標就是對塗層材料反射率的測試，因此對雷達吸波塗層反射率準確的測量和判定評估是飛機實現隱身效果的一個很重要的保證。
[0003]目前，按照國家軍用標準對雷達吸波塗層反射率測試的要求，可以在室內應用例如RCS法、弓形法等幾種典型的方法對雷達吸波塗層材料平板進行性能測試。但是國軍標中的方法都只適用於實驗室內材料樣品，不能應用於現場裝機後的材料反射率性能測量。吸波塗層均有一定壽命，而且會受到日常使用中的各種腐蝕和磕碰等影響，其性能經常變化，因此利用現場測試手段測量其在線反射率非常必要。另一方面，生產過程中吸波塗層的塗敷工藝，特別是塗敷厚度是否均勻，對吸波性能影響很大，需要對已經塗敷在裝備表面的塗層進行測量以確保其性能可靠。
[0004]目前條件下，在試驗室條件進行的吸波塗層反射率測量對於研發階段和裝機前的材料性能檢查是夠用的，但是要想在生產過程中和日常使用中對塗層進行測量，目前還沒有相關的標準和規定的試驗方法。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是針對上述現有技術的不足，採用對比測試方法製作一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試儀探頭，適用於現場的快速測量。
[0006]為了達到上述的技術效果，本實用新型採取以下技術方案:一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，它包括盒蓋、盒體、電路板和喇叭。所述盒體由底板和四個側板組成，任一所述側板上設有若干埠，盒體的上端開口。所述盒蓋蓋於盒體開口之上，與盒體形成密封空腔，所述電路板置於密封空腔內，電路板上集成有射頻電路；所述射頻電路和盒體的側板上的埠電連接。所述喇叭採用波導結構，連接於盒體的底板上。
[0007]進一步的技術方案是:所述射頻電路和盒體一體化封裝。
[0008]進一步的技術方案是:它還包括與自校準測試探頭配合的校準配件。
[0009]進一步的技術方案是:所述校準配件是三種已知阻抗值的負載。
[0010]進一步的技術方案是:所述負載為開路負載，短路負載和完全匹配負載。
[0011]本實用新型與現有技術相比，具有以下的有益效果:可攜式吸波塗層反射率自校準測試儀探頭在現場使用時無須校準。由於使用了射頻集成電路，以及射頻電路和探頭一體化封裝的結構形式，使得微波系統電路的溫度的一致性，長期使用的一致性得到了極大的保證。所以，採用出廠前一次性校準和定期校準檢查的方式，一勞永逸的解決日常使用中的校準問題，為現場進行的快速測量帶來很大方便。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的拼裝分解圖；
[0013]圖2是本實用新型整體結構圖；
[0014]圖3是本實用新型校準誤差模型示意圖；
[0015]圖4是本實用新型校準前探頭校準界面圖；
[0016]圖5是本實用新型校準完成後探頭校準界面圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合本實用新型的實施例對本實用新型作進一步的闡述和說明。
[0018]實施例:
[0019]如圖1、圖2所示，一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，它包括盒蓋1、盒體2、電路板3和喇叭4。盒體2由底板和四個側板組成，任一所述側板上設有若干埠，盒體2的上端開口。盒蓋I蓋於盒體2開口之上，與盒體2形成密封空腔，電路板3置於密封空腔內，電路板3上集成有射頻電路；射頻電路和盒體2的側板上的埠電連接，可優選為射頻電路和盒體2 —體化封裝。喇叭4採用波導結構，連接於盒體2的底板上。
[0020]可攜式吸波塗層反射率自校準測試儀探頭在現場使用時無須校準。由於使用了射頻集成電路，以及射頻電路和探頭一體化封裝的結構形式，使得微波系統電路的溫度的一致性，長期使用的一致性得到了極大的保證。所以，採用出廠前一次性校準和定期校準檢查的方式，一勞永逸的解決日常使用中的校準問題，為現場進行的快速測量帶來很大方便。
[0021]以下對本實用新型出廠前一次性校準的技術方案作說明:包括與實施例測試探頭配合的校準配件。所述校準配件是三種已知阻抗值的負載，優選為開路負載，短路負載和完全匹配負載。
[0022]校準採用的原理是:
[0023]測試探頭是單埠元件，該校準方式採用如圖3所示的誤差模型。
[0024]單埠校準模型中，有三個未知誤差量，需要三個獨立方程求解之。為了得到三個獨立方程。變量規定如下
[0025]Γ A=實際反射係數
[0026]Γ M=測得的反射係數
[0027]e00 =定向誤差
[0028]elOeOl = reflect1n tracking error
[0029]ell =源匹配誤差
[0030]則有如下等式:
[0031]ΓΜ = e00+(el0e01)*rA/(l_ell*rA)
[0032]令:
[0033]a = el0e01_e00*ell
[0034]b = eOO
[0035]c = -ell
[0036]則:
[0037]ΓΜ = (a*rA+b)/(c*rA+l)
[0038]或者
[0039]Γ A*a+b_ Γ A* Γ M*c = Γ M
[0040]假如有三個不同的已知的負載(ΓΑ1，ΓΑ2，Γ A3)，通過測量，可以得到三個獨立方程用以求解三個未知量a，b和c
[0041]Γ Al*a+b_ Γ Al* Γ Ml*c = Γ Ml
[0042]Γ A2*a+b_ Γ A2* Γ M2*c = Γ M2
[0043]Γ A3*a+b_ Γ A3* Γ M3*c = Γ M3
[0044]本實施例取三個已知負載為開路負載，短路負載和完全匹配負載。具體到吸波塗層測試儀，我們需要在每個頻點上對上述方程組求解，以得到a，b和c在不同頻率上的值，用於後續的測量結果的校準。
[0045]校準方法:
[0046]每次測量時，可能影響到探頭工作參數的因素主要有:溫度、溼度、因振動等產生的機械變化，目前分析可能受到影響的主要是微帶，即波導轉換的那個連接處。
[0047]因此在測量之前需要對探頭進行校準，探頭校準操作就是對三種已知的負載進行測量，求取消準方程中的三個參數，然後對實際吸波塗料的測試結果進行修正計算。
[0048]將相關的射頻電路都集成到了一塊電路板上，該電路板安裝在探頭的盒體中，射頻電路與探頭前端做到了完全的固化集成。探頭前端採用的是波導結構，對吸波塗料反射率的測量，實際測量的是探頭口面上的sll參數。
[0049]按照矢量網絡分析儀的波導口面測量步驟，每次重新連接探頭或是更改工作參數之後，需要對微波參數進行重新校準標定。校準需要用到的配件主要有:開路負載，短路負載和完全匹配負載，即分別是波導延遲短路片、波導短路片、波導完全匹配負載。
[0050]對探頭進行校準測量時，軟體界面的設計參考如圖4、圖5所示。
[0051]探頭型號由測試儀自動檢測。校準共有三項測量內容，在連接好對應的校準件之後，分別通過點擊三個按鈕來完成校準測量。在每個按鈕對應的校準測量完成之前其右邊的選擇框顯示為未選中狀態，在測量完成之後其右邊的選擇框顯示為選中狀態。
[0052]當然，用戶也可以在每次使用前，自行確認儀器的校準狀態是否正常。用戶自行檢查的方式是，用探頭直接測量光滑鋁製金屬平板，所得曲線應當為OdB的一條直線，偏差小於等於ldB。如果校準狀態不正常，極有可能是探頭的狀態發生明顯的改變，例如:結構鬆動、器件失效、被油汙等液體汙染等，這事需要返廠檢查。
[0053]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而採用的示例性實施方式，然而本實用新型並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，其特徵在於:它包括盒蓋(1)、盒體(3)、電路板(2)和喇叭(4);所述盒體(3)由底板和四個側板組成，任一所述側板上設有若干埠，盒體(3)的上部開口 ；所述盒蓋(I)蓋於盒體(3)的開口之上，與盒體(3)形成密封空腔，所述電路板(2)置於密封空腔內，電路板(2)上集成有射頻電路；所述射頻電路和盒體(3)的側板上的埠電連接；所述喇叭(4)採用波導結構，連接於盒體(3)的底板上。2.根據權利要求1所述的可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，其特徵在於:所述射頻電路和盒體(3) —體化封裝。3.根據權利要求1或2所述的可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，其特徵在於:它還包括與所述自校準測試探頭配合的校準配件。4.根據權利要求3所述的可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，其特徵在於:所述校準配件是三種已知阻抗值的負載。5.根據權利要求4所述的可攜式吸波塗層反射率自校準測試探頭，其特徵在於:所述負載為開路負載，短路負載和完全匹配負載。
【文檔編號】G01N22-00GK204269566SQ201420740762
【發明者】魏平, 鄧樂武, 孟瑩, 吳傑, 李華軍, 張雷, 鄧素芬, 陳敬, 鄧勇 [申請人]成都飛機工業（集團）有限責任公司