[發明專利]一種天線罩的最佳厚度的測量方法和系統

在審

• 申請號: 202111137719.6
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113721081A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 張明遠;許巧春;宮劍
• 申請（專利權）人: 國家無線電監測中心檢測中心
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01N27/22
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 關艷芬

本發明提供了一種天線罩的最佳厚度的測量方法和系統。該方法包括：以搭建的介電常數測量系統通過自由空間法測量天線罩的材料樣品的相對介電常數，其中，介電常數測量系統包括相對的發射天線和接收天線、分別與發射天線和接收天線連接的網絡分析儀、以及用于在發射天線和接收天線之間放置和調節待測樣品的夾具；根據材料樣品的相對介電常數和預推導出的材料傳輸損耗公式，計算得到材料樣品的傳輸損耗與厚度的曲線；根據材料樣品的傳輸損耗與厚度的曲線確定天線罩的最佳厚度。本發明不依賴于場地環境即可快速、高精度地測量出天線罩的最佳厚度，且無需天線罩廠家提供多個樣本，避免了使用試錯的方法來進行最佳厚度的測量，降低了測量成本。

技術領域

本發明涉及材料測試技術領域，特別是一種天線罩的最佳厚度的測量方法和系統。

背景技術

目前77GHz汽車毫米波雷達的普及速度正在逐年上升，而天線罩是雷達的一個重要組成部分。理想的天線罩應能完全透過來自(或到達)天線的RF(Radio Frequency，射頻)信號，同時還能抵擋環境因素如風、雨、冰雹、雪、冰、沙塵、鹽霧、雷電等的影響。實際上，這些環境因素決定了天線罩的機械設計和RF透波的要求必須折中考慮，因為機械和電氣要求往往相互矛盾。天線罩能夠防止環境因素的影響和干擾，提高雷達系統的工作效率和可靠性，其性能直接影響到雷達系統的功能。對天線罩材料介電特性的精確測量，準確地獲得電氣參數，恰當地選取這些材料的厚度和使用這些材料是雷達系統設計的關鍵。

目前廣泛使用的一種測量雷達天線罩的性能的方法是使用角反射器。將角反射器以一定的距離和角度安裝到雷達上。在沒有雷達天線罩的情況下進行第一次測量作為參考，在安裝了雷達天線罩后進行第二次測量，將這兩次測量的結果相減，以確定雷達天線罩對雷達性能的影響。這種方法存在多個問題。第一個問題是不可能得出關于天線罩的均勻性和反射的結論，因為傳輸損耗只在2到4個點(取決于反射器的數量)進行評估。第二個問題是，需要提供不同厚度的材料分別進行測試，為了找到最佳厚度，可能需要制作非常多的樣本才能最終確定。并且測試結果的不確定性很大，一個雷達天線罩在使用制造商A的傳感器時有很好的結果，但在使用制造商B的雷達測試時不一定能得到好的結果。第三個問題是，這種方法需要建立一個特殊的暗室環境去進行測試，投入和成本較大。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的天線罩的最佳厚度的測量方法和系統。

本發明的一個目的在于提供一種天線罩的最佳厚度的測量方法，其可不依賴于場地環境即可快速、高精度地測量出天線罩的最佳厚度，且無需天線罩廠家提供多個樣本，降低了測量成本。

本發明的一個進一步的目的在于進一步提高測量準確度。

特別地，根據本發明實施例的一方面，提供了一種天線罩的最佳厚度的測量方法，包括：

以搭建的介電常數測量系統通過自由空間法測量所述天線罩的材料樣品的相對介電常數，其中，所述介電常數測量系統包括相對的發射天線和接收天線、分別與所述發射天線和所述接收天線連接的網絡分析儀、以及用于在所述發射天線和所述接收天線之間放置和調節待測樣品的夾具；

根據所述材料樣品的相對介電常數和預推導出的材料傳輸損耗公式，計算得到所述材料樣品的傳輸損耗與厚度的曲線，其中，所述材料傳輸損耗公式為根據電磁波傳播理論推導出的材料傳輸損耗與材料的相對介電常數在一定頻率和材料厚度下的關系式；

根據所述材料樣品的傳輸損耗與厚度的曲線確定所述天線罩的最佳厚度。

可選地，所述材料傳輸損耗公式為：

其中，f為頻率，c為光速，d為材料厚度，ε_r為材料的相對介電常數。

可選地，在測量所述天線罩的材料樣品的相對介電常數之前，所述測量方法還包括：