透波材料介電性能高溫寬頻測試技術(shù)研究.pdf

1、透波材料廣泛應(yīng)用于天線罩、天線窗等構(gòu)件中，為適應(yīng)飛行器在大氣層高速飛行時產(chǎn)生的高溫環(huán)境中微波應(yīng)用，必須確保天線罩(窗)在高溫環(huán)境中具有優(yōu)良的微波性能。天線罩(窗)等構(gòu)件的微波性能和透波材料的介電性能直接相關(guān)，而透波材料在不同溫度不同頻率下具有不同的介電性能。在透波材料的研制、生產(chǎn)和使用過程中，需要掌握其在高溫寬頻下的微波介電性能。因此，研究透波材料高溫寬頻測試技術(shù)具有重要意義。
　　 本文根據(jù)透波材料介電性能測試方法及技術(shù)指標(biāo)要

2、求，選用圓柱諧振腔法進(jìn)行高溫寬頻介電性能測試技術(shù)研究。研究了高溫寬頻測試物理模型和測試誤差分析原理，設(shè)計并制作了寬頻高溫測試諧振腔和變溫傳輸系統(tǒng)，研制了高溫加熱保護(hù)系統(tǒng)，集成并調(diào)試了測試系統(tǒng)。攻克了透波材料高溫寬頻測試難題，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。
　　 在測試原理研究上，提出了在腔體縱向方向上采用分段計算的方法，建立了非等直徑諧振腔體的高溫測試物理模型，完善了高溫測試狀態(tài)下的測試物理模型，減小了腔體縱向分布上直徑和長度的變化

3、對測試結(jié)果的影響。
　　 在校準(zhǔn)和測試過程中，提出了實時采集腔體不同位置工作溫度和溫度線性插值的方法，并根據(jù)腔體實際工作溫度分布對關(guān)鍵尺寸和微波參數(shù)進(jìn)行修正，降低了腔體熱不穩(wěn)定性對測試結(jié)果的影響，提高了高溫測試結(jié)果穩(wěn)定性。
　　 在微波介電性能高溫寬頻測試中，提出了采用超音頻感應(yīng)加熱方式，提高了高溫寬頻諧振系統(tǒng)中的可操作性和可維護(hù)性。
　　 在提出的分段計算和實時修正方法的基礎(chǔ)上，研制了透波材料高溫寬頻測試系統(tǒng)。

4、根據(jù)圓柱腔的組成，結(jié)合高溫使用環(huán)境，設(shè)計了一腔多模諧振腔、耦合裝置和測試樣品臺活塞，利用高溫金屬材料研制了高溫寬帶諧振系統(tǒng)。根據(jù)測試系統(tǒng)需要，利用標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的設(shè)計方法和性能參數(shù)，設(shè)計了變溫環(huán)境中使用的非標(biāo)雙脊矩形波導(dǎo)，研制了非標(biāo)波導(dǎo)到同軸的微波轉(zhuǎn)換接頭，組建了寬帶微波變溫傳輸系統(tǒng)。研制了真空保護(hù)系統(tǒng)，采用感應(yīng)加熱方式研制了加熱系統(tǒng)，為諧振系統(tǒng)提供了高溫真空保護(hù)環(huán)境。調(diào)試了感應(yīng)加熱圈和隔熱保溫裝置，獲得了符合測試需要的諧振系統(tǒng)溫度分布。制定

5、了合理的測試流程，分析并減少了影響測試精度的因素。編寫了自動測試軟件，集成了測試系統(tǒng)。測試了諧振系統(tǒng)寬帶高溫微波參數(shù)及其穩(wěn)定性，制作了石英、藍(lán)寶石等高溫材料樣品，對測試樣品在7～18GHz內(nèi)進(jìn)行了室溫～1500℃的復(fù)介電常數(shù)變溫測試和重復(fù)性測試。
　　 本文最后從測試原理出發(fā)進(jìn)行了測試誤差分析研究。分析了測試誤差源，結(jié)合溫度特性分析了誤差源的不確定度，討論了由測試物理模型的理想狀態(tài)與實際測試中偏差引入的誤差，利用Matlab編制