帶狀線法透波材料高溫介電性能測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、電磁波透波材料廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，材料的電磁特性對(duì)整個(gè)電子系統(tǒng)的性能有著至關(guān)重要的影響。當(dāng)透波材料應(yīng)用在天線罩，天線窗以及大功率器件中時(shí)，由于工作環(huán)境的影響，使用溫度會(huì)發(fā)生變化，材料的電磁參數(shù)也會(huì)發(fā)生改變。特別是火箭、導(dǎo)彈等高速飛行器上的天線罩(窗)，空氣的氣動(dòng)加熱會(huì)使其溫度達(dá)到上千攝氏度，高溫將導(dǎo)致材料電磁性能的惡化，會(huì)嚴(yán)重影響飛行器的通訊、探測(cè)、瞄準(zhǔn)等電子設(shè)備的工作性能。
　　為了使飛行器中的電子設(shè)備在大氣層高速飛行時(shí)產(chǎn)

2、生的高溫環(huán)境中能正常工作，就要保證制作天線罩的透波材料在高溫環(huán)境中具有優(yōu)良的電磁性能并掌握其隨溫度變化的規(guī)律。因此就必須要建立一套能夠在高溫環(huán)境下檢測(cè)材料電磁參數(shù)性能指標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)，用以評(píng)價(jià)材料在不同溫度，不同頻率下電磁參數(shù)性能的好壞，本文以此為研究課題，在廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題的具體情況，選用了帶狀線諧振腔進(jìn)行指定頻段的高溫寬頻復(fù)介電性能測(cè)試技術(shù)研究。
　　本文首先根據(jù)高溫測(cè)試的實(shí)際情況，通過腔體多點(diǎn)

3、測(cè)試溫度進(jìn)行線性插值，得到腔體縱向上的溫度梯度分布。提出了在腔體縱向根據(jù)溫度分布采用分段計(jì)算的方法，建立了變溫測(cè)試非等橫截面腔體的物理模型，推導(dǎo)出了帶狀線諧振腔材料復(fù)介電性能變溫測(cè)試?yán)碚?，為利用帶狀線諧振腔進(jìn)行材料的變溫測(cè)試提供了理論基礎(chǔ)。
　　研制了高溫寬帶測(cè)試腔體和高溫、隔熱、冷卻微波傳輸線和密封轉(zhuǎn)換接頭。通過對(duì)測(cè)試腔體的優(yōu)化設(shè)計(jì)和腔體材料以及表面處理工藝的研究選擇，使其高溫微波性能更加優(yōu)異，測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。
　　

4、為保證高溫測(cè)試的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)加工了真空保護(hù)系統(tǒng)，選用了超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)測(cè)試腔體和樣品進(jìn)行升溫，減小了對(duì)隔熱防護(hù)的要求，使系統(tǒng)更加易于維護(hù)和操作。
　　在高溫校準(zhǔn)和測(cè)試過程中，通過對(duì)腔體不同位置的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，用線性插值的方法進(jìn)行計(jì)算，通過變溫校準(zhǔn)得到了各個(gè)溫度下腔體的熱膨脹系數(shù)和微波表面電導(dǎo)率，對(duì)腔體的模型進(jìn)行了實(shí)時(shí)修正，研究了變溫過程中的校準(zhǔn)方法，降低了由于溫度改變導(dǎo)致的腔體熱不穩(wěn)定性對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，提高了高溫測(cè)試結(jié)

5、果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
　　最后集成了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，編寫了測(cè)試軟件，制作了一批高溫材料樣品，進(jìn)行了大量的測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比。對(duì)該套系統(tǒng)的測(cè)試誤差進(jìn)行了理論分析，確定了各個(gè)誤差源和權(quán)重，進(jìn)行了誤差綜合，編寫了誤差分析軟件，推導(dǎo)出了測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試誤差。
　　本文所建立的系統(tǒng)可以對(duì)透波材料進(jìn)行寬頻帶(0.5~8GHz)，大溫度范圍(室溫~1500℃)的復(fù)介電性能測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果具有較好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。攻克了透波材料高溫