帶狀線法透波材料高溫介電性能測試技術研究.pdf

1、電磁波透波材料廣泛應用于各種電子設備中，材料的電磁特性對整個電子系統(tǒng)的性能有著至關重要的影響。當透波材料應用在天線罩，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，高溫將導致材料電磁性能的惡化，會嚴重影響飛行器的通訊、探測、瞄準等電子設備的工作性能。
　　為了使飛行器中的電子設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，在廣泛調研國內外相關領域發(fā)展動態(tài)的基礎上，結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介電性能測試技術研究。
　　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，推導出了帶狀線諧振腔材料復介電性能變溫測試理論，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。
　　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換接頭。通過對測試腔體的優(yōu)化設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，測試結果更加準確可靠。
　　

4、為保證高溫測試的順利進行，設計加工了真空保護系統(tǒng)，選用了超音頻感應加熱設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，通過變溫校準得到了各個溫度下腔體的熱膨脹系數(shù)和微波表面電導率，對腔體的模型進行了實時修正，研究了變溫過程中的校準方法，降低了由于溫度改變導致的腔體熱不穩(wěn)定性對測試結果的影響，提高了高溫測試結

5、果的準確性和穩(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重，進行了誤差綜合，編寫了誤差分析軟件，推導出了測試系統(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℃)的復介電性能測試，其測試結果具有較好的準確性和穩(wěn)定性。攻克了透波材料高溫