[实用新型]一种基于聚焦透镜天线的多轴测试转台

说明书

本实用新型涉及一种基于聚焦透镜天线的多轴测试转台，所述多轴测试转台(5)由七个运动轴和安装这七个运动轴的基座(8)组成，被测件通过夹具安装在定制工装(7)上，定制工装(7)安装在方位轴(3)上，方位轴(3)通过升降轴(4)安装在横移轴(2)上，横移轴(2)固定在基座(8)中间位置的卡槽内；两个平移轴(1)分别固定于横移轴(2)的两侧，并与横移轴(2)的横移方向垂直；分别安装有天线(9)的两个极化轴(6)各自安装在两个平移轴(1)上。本专利有效解决多套透镜天线合理布局，减小测试天线的更换，保证测试精度；同时解决等效平板多种尺寸的测试难点，通过升降轴的升降保证测试天线与等效平板的中心重合。

技术领域

本发明属于微波电磁材料领域，是一种基于聚焦透镜天线的多轴测试转台装置，准确的测量不同介质、不同频段电磁样件电磁参数，对测试转台装置研究成为开发和使用微波介质材料急需解决的重要问题。

背景技术

微波介质材料作为传输电磁波的载体，不仅被用作透波材料，诸如天线罩、天线窗等航天器件的制作；也可被用作吸波材料，主要应用于雷达隐身技术。

微波材料电磁参数测量技术是一门交叉学科。测量方法的研究涉及材料科学、无线电测试学、微波电路等领域。自从上世纪四十年代，国内外就已经出现了有关材料电磁参数测试方面的研究。由于被测材料的物理特性、结构尺寸和工作频段的不同，形成了多种测试方法。每一种测试方法都有自身的使用范围和优缺点，其中传统的合成技术和对数运算法已经不能满足现在对宽频带、变温度的需求。根据项目指标的要求，为了快速、准确的选择测试方法，吸取先进的技术，克服不足，最终确定自由空间法作为微波材料电磁参数测量方法。

自由空间法是一种开场电磁特性参数测试技术，属于传输/反射法的一种。此方法最早由Cullen AL利用菲涅尔公式推出的自由空间测量材料电磁参数理论引出。此后，Umari MH利用自由空间双静态校准技术对不同极化波入射的平板样品的复反射系数进行了测量。测试中利用了点聚焦透镜天线，有效的减小了天线之间的多重反射及其外界环境的绕射，并通过引入修正因子，减小了斜入射的散焦影响，从而促进了自由空间法对介质材料电磁参数测试的发展。自由空间法对样品的要求较低，只需足够大的一块双面平行的平板，原因在于可以减小外界环境的绕射及其表面不平滑带来的漫反射。自由空间法的样品安放方便，克服了闭场域下的同轴线法及其矩形波导法中的配合间隙问题。除此之外，此方法还具有以下优点：

(1)透镜天线焦平面处的电磁波近似视为线极化平面波，所以可以实现取向

测试，进而可以满足一些特殊材料的测试，如旋波材料、等离子体材料和蜂窝结

构形式的非均匀材料等。

(2)工作模式为TEM模，可以实现微波电磁参数的宽频带测试。

(3)此方法采用的是开场域测试，具有非破坏性和非接触性，尽而可以应用于一些特殊环境下的测试，如陶瓷材料的高温测试。

(4)对测试样品的要求较小，只需两个平行的光滑表面，对侧面形状无任何要求限制。

自由空间系统主要由一对点聚焦透镜天线、控制计算机、模式转换器和一套内置扫频信号源的矢量网络分析仪组成。即天线将电磁波辐射到自由空间，在天线的焦平面附近形成准TEM波，此线极化波垂直入射到介质表面后，部分能量被反射，部分透过介质后由接收天线接收。通过测量其反射系数和透射系数，进而计算介质的电磁参数。

基于聚焦透镜天线天线的利用两聚焦透镜天线发射的电磁波，汇聚在焦平面处形成平面波，垂直入射到介质表面发生反射与透射。目前该测试转台只安装一对聚焦透镜天线，进行测试。该测试转台主要存在以下几方面问题：

1)由于透镜天线焦斑大小及频段的区分，宽频带天线往往分为多段，经常更换天线无法保证测试精度的准确性；

2)同时测试天线的尺寸重量较大，经常更换天线严重浪费人力、物力；