[发明专利]一种新型的微波探测方法及装置和应用

说明书

本发明公开了一种新型的微波探测方法及装置和应用。所述方法包括以下步骤：开启被测微波源，将一体化探测器置于微波场中，移动一体化探测器；在被测微波场的激发下，一体化探测器中的压电声源由于逆压电效应，应激产生声信号；压电声源产生的声信号经过一体化探测器中的声耦合装置后被一体化探测器中的声探测器接收，产生电信号，电信号经过放大器放大后，再通过采集和显示系统进行数据采集、处理、显示和储存；利用采集和显示系统记录的声信号，绘制微波分布图像，完成微波场能量密度分布的测量。本发明方法快速、精度高、空间分辨率高、成本低、实用性强。

技术领域

本发明属于监测工程领域，具体涉及一种新型的微波探测方法及装置和应用。

背景技术

随着现代高技术的发展，微波在军事、民用方面已得到广泛的应用，并已在发达国家中作为重要的“软杀伤”武器进行研制，受到人们的关注。微波辐照生物时，必须准确掌握其辐照场强才能精确判断剂量-效应关系。目前微波探测所需换能器大多为接收天线。

接收天线利用天线的接收模式，它把无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，变换成在传输线上传播的导行波，最后变换为交变电流测量设备接收。天线接收微波有很多缺点：第一，天线的谐振频率与天线的尺寸有关，对于单级直立天线，谐振波长(速度/频率)在1/4波长处，这就造成低频率微波所需的天线尺寸较大，因而测量的空间分辨率较低；第二，如果是测量脉冲式微波场，当脉冲宽度较小时，电流测量设备需要有足够快的响应，比如测量ns级的脉冲微波，电流测量设备的采样率就必须大于GHz量级，成本较大。

因为微波热声信号正比于微波能量大小，因此可以利用微波热声效应测量微波场分布。然而微波热声效应中有微波-热和热-声两个转换过程，转换效率较低，因此热声信号通常较弱，探测灵敏度较低。

当在压电材料表面施加电场(电压)，因电场作用时电偶极矩会被拉长，压电材料为抵抗变化，会沿电场方向伸长。这种通过电场作用而产生机械形变的过程称为“逆压电效应”。现有技术中逆压电效应一般应用于电声转换，如扬声器，超声发射器，心脏起搏器等领域。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种新型的微波探测方法；该方法利用逆压电效应测量微波场能量密度分布，快速、精度高、空间分辨率高、成本低、实用性强。

本发明的另一目的在于提供一种新型的微波探测装置。

本发明的再一目的在于提供上述微波探测方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型的微波探测方法，包括以下步骤：

(1)开启被测微波源，将一体化探测器置于微波场中，移动一体化探测器；

(2)在被测微波场的激发下，一体化探测器中的压电声源由于逆压电效应，应激产生声信号；压电声源产生的声信号经过一体化探测器中的声耦合装置后被一体化探测器中的声探测器接收，产生电信号，电信号经过放大器放大后，再通过采集和显示系统进行数据采集、处理、显示和储存；一体化探测器每移动一步，采集和显示系统采集并存储一次数据；

(3)利用采集和显示系统记录的声信号，绘制微波分布图像，完成微波场能量密度分布的测量。

优选的，步骤(3)中用计算机软件绘制微波分布图像。

一种新型的微波探测装置，包括被测微波源、一体化探测器、放大器、以及采集和显示系统；所述一体化探测器、放大器、以及采集和显示系统依次连接，所述被探测微波源置于一体化探测器周围。

所述一体化探测器在被测波源的激发下产生声信号，并将声信号转为电信号，电信号经放大器放大后通过采集和显示系统进行数据采集、处理、显示和储存。