[發明專利]一種毫米波黑體后向電壓反射系數的測量方法

無效

• 申請號: 201110189586.7
• 申請日: 2011-07-07
• 公開（公告）號: CN102353849A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 程春悅;翟宏;陳晉龍;徐德忠;李芳
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第二研究院二〇三所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本發明涉及一種后向電壓反射系數的測量方法，特別是一種毫米波黑體后向電壓反射系數的測量方法。

背景技術

在國際上，美國國家標準技術研究院、俄羅斯全俄物理和無線電技術測量科學研究院在毫米波黑體后向電壓反射系數測量研究方面處于領先地位。他們所使用的測量原理均是基于雷達原理中的弗里斯公式。所使用的測量方法是利用增益精確已知的天線，使用移動待測黑體的空間駐波法測量出被測黑體的反射量，然后計算出被測黑體的后向電壓反射系數。此種方法需要精確已知天線的增益，在近場測量時還需要知道天線的近場增益修正因子和相位中心等電氣參數，但在很多情況下精確測量這些參數是非常復雜和耗時的，因此限制了這種方法的應用范圍。在國外，天線增益、近場增益修正因子和相位中心等參數的測量費用也比較昂貴。此外，我國目前的天線測試精度尚無法在寬頻帶內滿足毫米波黑體后向電壓反射系數測量要求，因此也限制了上述方法在我國的應用。

發明內容

本發明目的在于提供一種毫米波黑體后向電壓反射系數的測量方法，解決現有常規測量方法難以準確測量毫米波黑體后向電壓反射系數的問題。

一種毫米波黑體后向電壓反射系數的測量方法的具體步驟為：

第一步??搭建毫米波黑體后向電壓反射系數測量系統

測量系統包括：矢量網絡分析儀、天線支架、天線、吸波材料、直滑軌、被測目標支架、待測毫米波黑體、光學平臺、金屬平板。

光學平臺平置于地面上，吸波材料鋪置于光學平臺上面。天線支架置于光學平臺的左側。天線置于天線支架上部。矢量網絡分析儀的一個端口與天線的饋電端口相連。直滑軌置于光學平臺的右側，直滑軌的運動方向與天線軸線平行。被測目標支架置于直滑軌上部，待測毫米波黑體和金屬平板依次固定在被測目標支架上面。

第二步??矢量網絡分析儀測量毫米波黑體后向電壓反射系數

首先將待測黑體用螺釘或夾具固定在被測目標支架之上，然后將帶有黑體的被測目標支架置于直滑軌之上，并用螺釘固定。天線與矢量網絡分析儀的任意一個端口相連，天線軸線位于毫米波黑體的中心法線方向。在測試過程中，天線的10dB寬度的主波束的照射區域位于待測毫米波黑體表面之內。沿直滑軌前后移動安裝有被測毫米波黑體的待測目標支架，毫米波黑體移動的距離大于矢量網絡分析儀工作波長的一半，毫米波黑體移動距離大于矢量網絡分析儀的5個工作波長。測量此時天線口面到被測毫米波黑體的距離。然后根據矢量網絡分析儀顯示的反射數值用公式（1）計算過程參數a。

????????????????????????????（1）

公式（1）中，和分別代表被測毫米波黑體每移動半個工作波長距離時網絡分析儀測量得到的反射量模值的最大值和最小值。若與之和不隨天線口面到被測毫米波黑體之間的距離變化，則公式（1）取負號；若與之差不隨天線口面到被測毫米波黑體之間的距離變化，則公式（1）取正號。

將待測毫米波黑體從被測目標支架上取下，并將具有鏡面效果的金屬平板安裝到被測目標支架上。金屬平板的面積大于被測毫米波黑體的最大投影面積。沿直滑軌前后移動安裝有金屬平板的待測目標支架，金屬平板移動的距離大于矢量網絡分析儀工作波長的一半，金屬平板移動距離大于矢量網絡分析儀的5個工作波長。金屬平板的移動距離與測量毫米波黑體時的移動距離相同。然后根據矢量網絡分析儀顯示的反射數值利用公式（2）計算過程參數b。

?????????????????????????????（2）

公式（2）中，和分別代表金屬平板每移動半個工作波長距離時網絡分析儀測量得到的反射量模值的最大值和最小值。若與之和不隨天線口面到金屬平板之間的距離變化，則公式（2）取負號；若與之差不隨天線口面到金屬平板之間的距離變化，則公式（2）取正號。

第三步??確定毫米波黑體后向電壓反射系數

利用公式（1）和（2）得到的過程參數a與b相比，如公式（3）所示，得到毫米波黑體的后向電壓反射系數。

???????????????????????????????????????（3）

至此，完成毫米波黑體后向電壓反射系數的測量及計算。

本方法可以不需要測量出天線的增益、近場增益修正因子和相位中心等參數，就可以完成毫米波黑體的后向電壓反射系數的測量。本方法已經應用于“風云三號”和“海洋二號”毫米波輻射計真空及實驗室定標源的毫米波黑體后向電壓反射系數測量中。

附圖說明