[发明专利]测量电磁吸波器件的反射和透射性能的装置和测量方法

说明书

本发明公开了测量电磁吸波器件的反射和透射性能的装置，属于微波测量技术领域，在圆形导轨上间距设置发射天线、第一接收天线和第二接收天线，在第一接收天线和第二接收天线之间设置待测电磁吸波器件或金属平板；在待测电磁吸波器件或金属平板外沿设置吸波材料；本发明的装置在测量电磁吸波器件其反射、透射性能时，通过分别测量空测条件下，放置电磁吸波器件条件下以及放置与吸波器件相同大小，相同位置的金属平板条件下的反射、透射系数，进行合理而简洁的数据处理，大幅度减小系统误差对测量结果的影响；本发明的测量方法相比于一般的弓形测试方法，对导轨的半径以及待测电磁吸波器件样品的尺寸要求降低，具有更广泛的适用性。

技术领域

本发明属于微波测量技术领域，具体涉及测量电磁吸波器件的反射和透射性能的装置和测量方法。

背景技术

基于人工电磁材料的吸波器自提出以来，由于其潜在的应用前景引起了国内外许多学者地重视，并取得了一些研究成果。基于人工电磁材料的吸波器，通常由印制于单层或多层介质基板上的周期性导电图案、介质基板层和金属底板构成。为了验证基于人工电磁材料的吸波器的吸波性能，需要对其进行测量。对于电磁吸波器通常的测试方法分为两种：波导法、弓形法。波导法是将待测吸波器置于两波导中间，两波导用法兰相连，并分别接网络分析仪的两个端口，通过测试反射系数和传输系数来测试电磁吸波器的吸波性能，但该方法只能测试电磁波垂直入射下的情况。另一种测试方法是弓形法，将吸性能波器放置于半圆形导轨的中心，发射天线及接收天线安装于半圆形导轨上，通过改变发射天线及接收天线在导轨上的位置，测试不同入射角度下的待测吸波器件的吸波性能，但该方法具有以下局限性：

1)要求待测物具有一定的测试面积，以减小边缘效应给测试带来的误差，根据中华人民共和国国家军用标准，在测试中一般标准板取正方形，其边长大5倍波长，小于15倍波长，然而某些新型材料(如石墨烯)受生长工艺的约束，其尺寸难以达到该要求，制约了弓形法的应用；

2)要求收发天线距离满足r>2D²/λ，以满足远场条件，减小近场耦合对测量带来的影响，其中D为天线口径，λ为天线工作波长；实际情况中，对于已经制备好的导轨，这种限制使得某些频段的透反射测量受到限制，给实验带来不便。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供测量电磁吸波器件的反射和透射性能的装置，通过分别测量空测条件下，放置电磁吸波器件条件下以及放置与吸波器件相同大小，相同位置的金属平板条件下的反射、透射系数，进行合理而简洁的数据处理，大幅度减小系统误差对测量结果的影响；本发明还公开了该装置的测量方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

测量电磁吸波器件的反射和透射性能的装置，包括圆形导轨、发射天线、第一接收天线和第二接收天线，在圆形导轨上间距设置发射天线、第一接收天线和第二接收天线，在用于接收反射波束的第一接收天线和用于接收透射波束的第二接收天线之间设置待测电磁吸波器件或金属平板；在所述的待测电磁吸波器件或金属平板外沿设置用于减小电磁绕射影响的吸波材料。

所述的待测电磁吸波器件和金属平板大小相同，且摆放位置一致。

所述的待测电磁吸波器件的大小无需满足远场条件。

所述的圆形导轨的半径无需满足远场条件。

所述的测量电磁吸波器件的反射和透射性能的装置的测量方法，包括如下步骤：

1)反射系数的测量

在空测条件下，第一接收天线会接收到来自发射天线的杂散耦合信号，使得测得的反射参数S11不为零，该杂散耦合信号7在测试待测电磁吸波器件时依然会出现，记此时测得的反射系数为S11_空；