[發明專利]一種用于吸波涂料反射率性能現場測量的微波探頭

有效

• 申請號: 201210290411.X
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102809573A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 彭剛;王平;薛昀
• 申請（專利權）人: 北京測威科技有限公司
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種微波探頭，尤其涉及一種用于吸波涂料反射率性能現場測量的微波探頭。

背景技術

微波吸收涂料(簡稱吸波涂料)主要用于涂敷在某些設備表面，用于吸收照射到物體表面的微波(電磁波)的能量，從而減小物體表面對電磁波的反射。

吸波涂料吸收電磁波的能力通過吸波涂料的反射率來衡量，可以在實驗室中通過測量一面涂敷有吸波涂料的金屬平板試驗樣件的手段來評估吸波涂料的反射率。吸波涂料在涂敷到物體表面后，由于氣候、老化等原因，其吸波性能會逐漸下降，但是對于已經涂敷在物體表面的吸波材料，由于無法拆除(拆除即破壞)，沒有辦法在實驗室中進行測量，只能通過專門的吸波涂料反射率現場測試儀對其吸波性能進行檢測評估。

微波探頭是吸波涂料反射率現場測量儀器的一部分，主要用于對吸波涂料反射率性能進行現場測量的場合。圖1示出了吸波涂料反射率現場測量儀器的工作方式，如圖所示，在進行測量時，用微波探頭的前端貼在涂敷有吸波涂料的物體表面上，吸波涂料反射率現場測量儀器產生的微波信號經微波探頭向吸波涂料反射，部分電磁波能量被吸波涂料吸收，剩余的能量反射回來，再被微波探頭接收，供進一步的處理及分析。

目前，進行上述測量的一種方法是采用矢量網絡分析儀作為吸波涂料反射率現場測試儀的主機，配套一個喇叭天線或波導等器件作為微波探頭，探頭與測試儀器主機之間通過一根微波電纜連接。在這種方式下，微波探頭只是作為一個微波信號傳輸、輻射、接收的通道。由于以下原因，這種方式不適合于實際的工程應用：

1、微波電纜對微波信號具有損耗效果，并且頻率越高，損耗越大，因此測試儀主機與微波探頭之間的連接電纜的長度受到限制，一般最長只能有3-5米，滿足不了很多現場測量的需求(要求電纜長度10米以上)。

2、每一個微波探頭只能工作在一個特定的頻段，進行其他頻段的測量時，需要更換微波探頭。在更換不同頻段的微波探頭時，需要反復拆裝微波電纜，微波電纜很容易由于磨損而導致性能下降，增大對微波信號的損耗，從而造成測量誤差。

3、實際應用中，一般需要在物體的多個位置上進行測量，操作者需要拿著微波探頭在幾米到十幾米的范圍內移動。微波信號從測試儀主機發出，通過微波電纜傳輸到探頭，由于微波信號的頻率很高(波長很短)，微波電纜的彎曲，微波接頭的松緊都會對微波信號的相位造成較大影響，會帶來校準或測量的誤差。

由于上述缺點，這種測量方法無法在實際的工程應用中使用。必須使用專門設計的新型吸波涂料反射率現場測試儀來對使用中的吸波涂料進行測量。

發明內容

為了克服上述問題，本發明采用一種用于吸波涂料反射率性能現場測量的新型微波探頭。在新型的微波探頭中，集成了能夠生成、發射、接收和處理微波信號的電路，微波電路與用于傳輸、輻射、接收微波信號的探頭前端部分保持固定連接。在探頭電路上還集成了單片機電路，使探頭自身具備了測量管理及串口通信的功能。

本發明提出了一種用于吸波涂料反射率性能現場測量的微波探頭，包括探頭盒體、探頭電路和探頭前端，所述探頭電路置于所述探頭盒體內，所述探頭電路的信號輸出/輸入端與所述探頭前端的信號輸入/輸出端連接起來，所述微波探頭與吸波涂料反射率現場測量儀器的主機之間僅傳輸數字信號或中頻信號；其中所述探頭電路用于產生受控制的微波信號，并對信號進行預處理，然后經微帶-波導轉換電路將信號通過所述探頭前端向外發射，還用于經所述微帶-波導轉換電路接收被吸波涂料反射的微波信號，對其處理后得到兩路包含有幅度相位信息的中頻信號，并通過電纜傳輸給所述吸波涂料反射率現場測量儀器的主機。

進一步，所述探頭盒體包括主體、對外信號接頭和頂蓋，其中所述頂蓋用于從頂部封閉所述探頭盒體，所述對外信號接頭用于外接信號電纜以實現所述微波探頭和所述吸波涂料反射率現場測量儀器的主機之間的數字信號或中頻信號的傳輸。

進一步，在探頭盒體的頂蓋和主體能夠根據需要安裝數碼管、LED燈或按鈕。

進一步，所述探頭電路包括微波電路和單片機電路，微波電路能夠產生、發射、接收、處理微波信號；單片機電路用于管理微波信號的生成、與測試儀器主機進行通信以及管理探頭上的附屬設備。

進一步，所述探頭前端包括波導蓋、安裝座、導波腔體和法蘭，其中所述波導蓋和安裝座嵌入到所述主體內部，并通過所述安裝座和主體內部的安裝孔將探頭前端與探頭盒體的主體緊固；所述導波腔體按照微波傳輸的要求設計形狀、長度以及內部橫截面尺寸。

進一步，所述導波腔體為標準波導管、開口喇叭或扁口喇叭的形狀。