[發(fā)明專利]測量材料相變性能的串聯(lián)微帶線測試系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810889767.2
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN108776153A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙敏;王赟;王慶國;周星;王妍;楊清熙;成偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 王占華

本發(fā)明公開了一種測量材料相變性能的串聯(lián)微帶線測試系統(tǒng)，涉及電磁兼容測試技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括高頻噪聲模擬器、串聯(lián)微帶線測試裝置、衰減器以及示波器，高頻噪聲模擬器通過同軸線纜與所述測試裝置的信號輸入端口連接，信號輸入端口與第一微帶信號線的一端連接，第一微帶信號線的另一端經(jīng)被測量材料與所述第二微帶信號線的一端連接，第二微帶信號線的另一端與所述裝置上的信號輸出端口連接，使第一微帶信號線、被測量材料以及第二微帶信號線之間構(gòu)成串聯(lián)關(guān)系，所述輸出端口經(jīng)所述衰減器與所述示波器的信號輸入端連接。通過使用測試系統(tǒng)對被測材料進行測試，解決了現(xiàn)有技術(shù)測試相變型電磁防護材料阻抗變化范圍小、響應時間測量不夠準確的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁兼容測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測量材料相變性能的串聯(lián)微帶線測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的理想的場敏感型環(huán)境自適應電磁防護材料在平時低場強情況下為絕緣材料，對電磁波沒有屏蔽作用，當受到外部強電磁脈沖干擾或攻擊的時候，即外部電磁場突然顯著增加且超過某臨界場強的時候，由于材料特有的電化學和能量結(jié)構(gòu)特征，能夠感知外部電磁環(huán)境的變化并能快速調(diào)節(jié)其電磁性能，可以在微納秒時間內(nèi)即刻發(fā)生絕緣/導電相變現(xiàn)象，電導率可以提升10²～10⁵數(shù)量級，使平時為絕緣體的材料迅速變?yōu)楦邔щ姷念惤饘俨牧希瑢ν鈦黼姶挪óa(chǎn)生高反射和屏蔽，將強電磁脈沖能量阻擋在防護殼體之外，當外部干擾和攻擊強場消失以后，材料恢復到原始狀態(tài)；這類材料在相變前的阻抗都在MΩ數(shù)量級，有些材料相變后的阻抗也會達到kΩ數(shù)量級，目前，如何能夠在這種情況下測量出阻抗和響應時間的變化還未能解決。

現(xiàn)有的材料電磁測試方法中的自由空間法、諧振法、同軸傳輸/反射法可以用來測試材料的介電常數(shù)、磁導率，但這些方法都屬于材料的靜態(tài)測試方法，無法測量電磁防護材料的動態(tài)響應時間；而目前對于響應時間的測量主要用于半導體器件，比如：瞬態(tài)抑制二極管，在進行測量時，被測半導體器件可以通過焊接或直接插入相應測試管腳固定在測試夾具上，而由于電磁防護材料本身的特殊性質(zhì)，無法進行焊接或插入等操作；四探針法只可以用來測試半導體材料的電阻率，其測試電壓很低，無法滿足強場下場敏感型電磁防護材料的電阻率測試，發(fā)明人前期研制一種可以用來測試在強電磁脈沖下場敏感型電磁防護材料響應時間和電阻率的測試裝置和方法，該測試裝置中的微帶信號線、輸入端口、輸出端口、示波器的輸入阻抗均為50Ω，當被測材料在強場下發(fā)生相變，使其從絕緣材料突變?yōu)轭惤饘俨牧蠒r，突變后類金屬材料的等效電阻如果能夠達到1kΩ以下，微納秒級的響應時間，該測試裝置才可以對被測材料進行測試。而這類新型材料大部分都處在研究階段，相變后的阻抗很大，大約在幾kΩ到幾十kΩ，而前期研制的并聯(lián)型測試裝置無法滿足測試的要求，也就是說，無法觀測到被測材料在高場強下電阻率發(fā)生的變化，主要是因為被測材料和微帶線的并聯(lián)關(guān)系后受制于50Ω的測試系統(tǒng)，雖然材料的電阻率已經(jīng)發(fā)生了很大的改變，比如在一定的高場強下，被測材料的阻抗由200MΩ將為了2000Ω，實際上，電阻率的變化已經(jīng)達到了10⁵，但是50Ω和2000Ω的并聯(lián)后接近于50Ω，所以整個50Ω的測試系統(tǒng)是處于阻抗匹配狀態(tài)，無法通過示波器觀測到輸出波形的變化，也就無法判斷材料電阻率變化和相變的響應時間，所以，急需一種能夠測試相變后電阻在幾十Ω到幾十kΩ的測試裝置以及相應的判斷其是否相變的測試和評估方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種測量材料相變性能的串聯(lián)微帶線測試系統(tǒng)，通過使用所述測試系統(tǒng)對被測材料進行測試，解決現(xiàn)有技術(shù)測試相變型電磁防護材料阻抗變化范圍小、響應時間測量不夠準確的問題。