[實用新型]一種基于聚焦透鏡天線的多軸測試轉臺

有效

• 申請號: 201821076109.3
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN209117843U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 趙代岳
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司濟南特種結構研究所
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

本實用新型涉及一種基于聚焦透鏡天線的多軸測試轉臺，所述多軸測試轉臺(5)由七個運動軸和安裝這七個運動軸的基座(8)組成，被測件通過夾具安裝在定制工裝(7)上，定制工裝(7)安裝在方位軸(3)上，方位軸(3)通過升降軸(4)安裝在橫移軸(2)上，橫移軸(2)固定在基座(8)中間位置的卡槽內；兩個平移軸(1)分別固定于橫移軸(2)的兩側，并與橫移軸(2)的橫移方向垂直；分別安裝有天線(9)的兩個極化軸(6)各自安裝在兩個平移軸(1)上。本專利有效解決多套透鏡天線合理布局，減小測試天線的更換，保證測試精度；同時解決等效平板多種尺寸的測試難點，通過升降軸的升降保證測試天線與等效平板的中心重合。

技術領域

本發明屬于微波電磁材料領域，是一種基于聚焦透鏡天線的多軸測試轉臺裝置，準確的測量不同介質、不同頻段電磁樣件電磁參數，對測試轉臺裝置研究成為開發和使用微波介質材料急需解決的重要問題。

背景技術

微波介質材料作為傳輸電磁波的載體，不僅被用作透波材料，諸如天線罩、天線窗等航天器件的制作；也可被用作吸波材料，主要應用于雷達隱身技術。

微波材料電磁參數測量技術是一門交叉學科。測量方法的研究涉及材料科學、無線電測試學、微波電路等領域。自從上世紀四十年代，國內外就已經出現了有關材料電磁參數測試方面的研究。由于被測材料的物理特性、結構尺寸和工作頻段的不同，形成了多種測試方法。每一種測試方法都有自身的使用范圍和優缺點，其中傳統的合成技術和對數運算法已經不能滿足現在對寬頻帶、變溫度的需求。根據項目指標的要求，為了快速、準確的選擇測試方法，吸取先進的技術，克服不足，最終確定自由空間法作為微波材料電磁參數測量方法。

自由空間法是一種開場電磁特性參數測試技術，屬于傳輸/反射法的一種。此方法最早由Cullen AL利用菲涅爾公式推出的自由空間測量材料電磁參數理論引出。此后，Umari MH利用自由空間雙靜態校準技術對不同極化波入射的平板樣品的復反射系數進行了測量。測試中利用了點聚焦透鏡天線，有效的減小了天線之間的多重反射及其外界環境的繞射，并通過引入修正因子，減小了斜入射的散焦影響，從而促進了自由空間法對介質材料電磁參數測試的發展。自由空間法對樣品的要求較低，只需足夠大的一塊雙面平行的平板，原因在于可以減小外界環境的繞射及其表面不平滑帶來的漫反射。自由空間法的樣品安放方便，克服了閉場域下的同軸線法及其矩形波導法中的配合間隙問題。除此之外，此方法還具有以下優點：

(1)透鏡天線焦平面處的電磁波近似視為線極化平面波，所以可以實現取向

測試，進而可以滿足一些特殊材料的測試，如旋波材料、等離子體材料和蜂窩結

構形式的非均勻材料等。

(2)工作模式為TEM模，可以實現微波電磁參數的寬頻帶測試。

(3)此方法采用的是開場域測試，具有非破壞性和非接觸性，盡而可以應用于一些特殊環境下的測試，如陶瓷材料的高溫測試。

(4)對測試樣品的要求較小，只需兩個平行的光滑表面，對側面形狀無任何要求限制。

自由空間系統主要由一對點聚焦透鏡天線、控制計算機、模式轉換器和一套內置掃頻信號源的矢量網絡分析儀組成。即天線將電磁波輻射到自由空間，在天線的焦平面附近形成準TEM波，此線極化波垂直入射到介質表面后，部分能量被反射，部分透過介質后由接收天線接收。通過測量其反射系數和透射系數，進而計算介質的電磁參數。

基于聚焦透鏡天線天線的利用兩聚焦透鏡天線發射的電磁波，匯聚在焦平面處形成平面波，垂直入射到介質表面發生反射與透射。目前該測試轉臺只安裝一對聚焦透鏡天線，進行測試。該測試轉臺主要存在以下幾方面問題：

1)由于透鏡天線焦斑大小及頻段的區分，寬頻帶天線往往分為多段，經常更換天線無法保證測試精度的準確性；

2)同時測試天線的尺寸重量較大，經常更換天線嚴重浪費人力、物力；