帶狀線法透波材料高溫介電性能測試技術(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，材料的電磁特性對整個電子系統(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，由于工作環(huán)境的影響，使用溫度會發(fā)生變化，材料的電磁參數(shù)也會發(fā)生改變。特別是火箭、導(dǎo)彈等高速飛行器上的天線罩(窗)，空氣的氣動加熱會使其溫度達到上千攝氏度，高溫將導(dǎo)致材料電磁性能的惡化，會嚴(yán)重影響飛行器的通訊、探測、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)境下檢測材料電磁參數(shù)性能指標(biāo)的測試系統(tǒng)，用以評價材料在不同溫度，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)研國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展動態(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行指定頻段的高溫寬頻復(fù)介電性能測試技術(shù)研究。
　　本文首先根據(jù)高溫測試的實際情況，通過腔體多點

3、測試溫度進行線性插值，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算的方法，建立了變溫測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)介電性能變溫測試?yán)碚?，為利用帶狀線諧振腔進行材料的變溫測試提供了理論基礎(chǔ)。
　　研制了高溫寬帶測試腔體和高溫、隔熱、冷卻微波傳輸線和密封轉(zhuǎn)換接頭。通過對測試腔體的優(yōu)化設(shè)計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，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。
　　

4、為保證高溫測試的順利進行，設(shè)計加工了真空保護系統(tǒng)，選用了超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備對測試腔體和樣品進行升溫，減小了對隔熱防護的要求，使系統(tǒng)更加易于維護和操作。
　　在高溫校準(zhǔn)和測試過程中，通過對腔體不同位置的溫度進行實時采集，用線性插值的方法進行計算，通過變溫校準(zhǔn)得到了各個溫度下腔體的熱膨脹系數(shù)和微波表面電導(dǎo)率，對腔體的模型進行了實時修正，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)定性對測試結(jié)果的影響，提高了高溫測試結(jié)

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