用于材料屏蔽效能測(cè)試的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于材料屏蔽效能測(cè)試的夾具，具體來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)制作了一種采用階梯過(guò)渡的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具(圖1)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于材料屏蔽效能測(cè)試的同軸線夾具，解決現(xiàn)有材料屏蔽效能測(cè)試裝置帶寬不足、不能滿足材料電磁脈沖屏蔽效能測(cè)試的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明使用黃銅作為材料，以聚四氟乙烯圓環(huán)作為內(nèi)導(dǎo)體的支撐介質(zhì)，不連續(xù)處采用階梯過(guò)渡的方式，制作了一種導(dǎo)體連續(xù)的圓同軸線夾具。本發(fā)明配合矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以用于材料的頻域屏蔽效能測(cè)試。本發(fā)明配合脈沖信號(hào)源，寬帶示波器以及衰減器等搭建材料屏蔽效能的時(shí)域測(cè)試測(cè)試系統(tǒng)，可以用于材料的電磁脈沖屏蔽效能測(cè)試。
【專利說(shuō)明】用于材料屏蔽效能測(cè)試的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于材料屏蔽效能測(cè)試的夾具，具體來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)制作了一種采用階梯過(guò)渡的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁脈沖作為一種寬頻帶、高場(chǎng)強(qiáng)的瞬態(tài)信號(hào)，其對(duì)各類屏蔽材料的作用機(jī)理十分復(fù)雜，僅使用頻域測(cè)試并不能滿足材料的電磁脈沖屏蔽效能(SE)研究需求。而材料屏蔽效能的時(shí)域測(cè)試方法大都是在參考現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)GJB6190-2008和IEC61587-3的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其測(cè)量屬于強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境下的弱信號(hào)測(cè)量，必然對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的帶寬和動(dòng)態(tài)范圍有很高的要求。
[0003]國(guó)內(nèi)解放軍理工大學(xué)已成功研制了小型脈沖電場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)屏蔽效能測(cè)試系統(tǒng)，采用光纖測(cè)量設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與處理的自動(dòng)化。西北核技術(shù)研究所還使用“試件法”對(duì)某特種水泥材料進(jìn)行了屏蔽效能的時(shí)域測(cè)試。但此類基于光纖傳輸?shù)碾姶琶}沖測(cè)量系統(tǒng)，由于受脈沖源、脈沖模擬器、脈沖傳感器性能的制約，存在著時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、脈沖激勵(lì)源重復(fù)性不好、測(cè)試結(jié)果相差較大的問(wèn)題。屏蔽室窗口法雖然在高頻段的重復(fù)性好、可靠，但是由于窗口尺寸的原因，在低頻段存在著一個(gè)截止頻率，用于電磁脈沖測(cè)試時(shí)，低頻成分必然會(huì)極大的衰減，而能夠從直流到高頻傳輸信號(hào)的同軸線則能很好的改善這些問(wèn)題。
[0004]典型的同軸線夾具大多是按照美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)的ES7和D4935兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制作，測(cè)試頻率上限均為1.5GHz。ES7的特點(diǎn)是同軸線的導(dǎo)體連續(xù)，低頻下限主要由信號(hào)源確定，理論上可到直流。D4935的特點(diǎn)是內(nèi)外導(dǎo)體全斷開(kāi)，使用法蘭配合塑料螺釘夾持材料，依靠測(cè)試面的容性電流保持電連接，其低率下限為30MHz。而隨著材料向著高效能、高頻段屏蔽方向的發(fā)展，以及一些上升沿更加陡峭的電磁脈沖的出現(xiàn)，急需將測(cè)試夾具的高頻上限擴(kuò)展。雖然國(guó)外已在2006年和2009年，研制了高頻上限達(dá)到了 8GHz和13.5GHz的D4935類導(dǎo)體全斷開(kāi)的同軸測(cè)試裝置，但是其低頻性能仍然不足。針對(duì)以上方法不能兼顧低頻和高頻測(cè)試性能的不足，本發(fā)明提供了一種寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于材料屏蔽效能測(cè)試的同軸線夾具，解決現(xiàn)有材料屏蔽效能測(cè)試裝置帶寬不足、不能滿足材料電磁脈沖屏蔽效能測(cè)試的問(wèn)題。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明使用黃銅作為材料，以聚四氟乙烯圓環(huán)作為內(nèi)導(dǎo)體的支撐介質(zhì)，不連續(xù)處采用階梯過(guò)渡的方式，制作了一種導(dǎo)體連續(xù)的圓同軸線夾具。
[0007]本發(fā)明配合矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以測(cè)量金屬網(wǎng)、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電玻璃、導(dǎo)電布、導(dǎo)電介質(zhì)板、表面涂覆或鍍導(dǎo)電層材料等電磁屏蔽材料的屏蔽效能，材料試樣的最大厚度不超過(guò) 4mm。
[0008]本發(fā)明配合脈沖信號(hào)源，寬帶示波器以及衰減器等搭建材料屏蔽效能的時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)，可以測(cè)量材料的電磁脈沖屏蔽效能。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、采用階梯過(guò)渡段可以大大縮短同軸線夾具的長(zhǎng)度，減小制作、裝配的誤差。優(yōu)化算法與仿真軟件結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，保證了同軸線夾具內(nèi)外徑尺寸、階梯錯(cuò)位距離以及支撐介質(zhì)尺寸和安裝位置的最優(yōu)化。
[0011]2、實(shí)際制作的同軸線夾具在將材料屏蔽效能頻域測(cè)試的高頻上限擴(kuò)展到IOGHz的同時(shí)，導(dǎo)體的連續(xù)保證了同軸線夾具的低頻下限到直流。反射損耗在O-SGHz的范圍內(nèi)小-20dB，傳輸損耗小于0.7dB。
[0012]3、可以用于材料對(duì)于電磁脈沖的屏蔽效能時(shí)域測(cè)試，減小了因同軸線夾具帶寬不足引入的誤差。
[0013]4、測(cè)試樣本縮小為內(nèi)直徑3mm，外直徑20mm的圓環(huán)狀材料,減小了測(cè)試樣本與同軸線的接觸阻抗以及測(cè)試樣本與同軸線夾具耦合電容的影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的裝配圖；
[0016]圖2-圖8是本發(fā)明寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的各組成部件圖；
[0017]圖9是由本發(fā)明組成的材料屏蔽效能頻域測(cè)試系統(tǒng)；
[0018]圖10是由本發(fā)明組成的材料屏蔽效能時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1為本發(fā)明寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具的裝配圖，分別由外殼(1、2、3)組成的外導(dǎo)體殼，2個(gè)支撐介質(zhì)(4)，由內(nèi)導(dǎo)體(5、6、7)組成的內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成。本發(fā)明的兩端留有N型同軸連接器的安裝底座，與其它測(cè)試設(shè)備連接。
[0020]圖9為由衰減器(8)，本發(fā)明裝置(9)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)組成的材料屏蔽效能頻域測(cè)試系統(tǒng)，可以用與評(píng)價(jià)材料在O-1OGHz范圍內(nèi)的頻域屏蔽效能。首先，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)未加載屏蔽材料的同軸線夾具進(jìn)行校準(zhǔn)，扣除衰減器、線纜、連接器等器件的衰減，然后加載屏蔽材料測(cè)得插入損耗(IL)曲線，即材料屏蔽效能曲線。
[0021]圖10為由本發(fā)明裝置(9)，脈沖源(11)，衰減器(12、13)，示波器(14)組成的材料屏蔽效能時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)，可以用于評(píng)價(jià)材料對(duì)于電磁脈沖的屏蔽效能。選擇合適的衰減器，確保未加屏蔽和未加載材料時(shí)輸出的脈沖在不波器的量程范圍內(nèi)，觸發(fā)脈沖信號(hào)源，使用示波器測(cè)得未加載材料和加載材料后的時(shí)域波形，跟據(jù)這兩組時(shí)域波形即可計(jì)算材料對(duì)于電磁脈沖的屏蔽效能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于材料屏蔽效能測(cè)試的連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具，包括:由外殼(1、2、3)組成的外導(dǎo)體殼，2個(gè)支撐介質(zhì)(4)，由內(nèi)導(dǎo)體(5、6、7)組成的內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成，其特征在于: 在外導(dǎo)體殼(1、2、3)和內(nèi)導(dǎo)體(5、6、7)的不連續(xù)過(guò)渡段采用階梯式過(guò)渡，并進(jìn)行了錯(cuò)位補(bǔ)償；支撐介質(zhì)(4)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，其距離不連續(xù)處22.54mm，嵌入內(nèi)導(dǎo)體深0.64mm、夕卜導(dǎo)體深0.7mm,并在支撐介質(zhì)(4)的兩面挖去了深0.64_、寬2.54mm的環(huán)形凹槽進(jìn)行補(bǔ)償。
2.基于權(quán)利要求1所述的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具(9)可以用于材料的頻域屏蔽效能測(cè)試，其特征在于: 配合衰減器(8)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(10)，可以對(duì)金屬網(wǎng)、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電布、表面涂覆或鍍導(dǎo)電層的材料等電磁屏蔽材料的屏蔽效能進(jìn)行測(cè)量，材料試樣僅需內(nèi)直徑3mm、外直徑20mm的圓環(huán)狀材料，測(cè)試頻率上限達(dá)10GHz。
3.基于權(quán)利要求1所述的寬帶連續(xù)導(dǎo)體同軸線夾具(9)可以用于材料對(duì)于電磁脈沖的屏蔽效能測(cè)試。其特征在于: 配合脈沖源(11)，衰減器(12、13)，示波器(14)搭建的材料屏蔽效能時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)，可以對(duì)材料進(jìn)行屏蔽效能的時(shí)域測(cè)試，評(píng)價(jià)材料對(duì)于電磁脈沖的屏蔽效能。
【文檔編號(hào)】G01R1/04GK103926426SQ201310013613
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】陳永光, 魏明, 陳翔, 范麗思, 張希軍, 紀(jì)志強(qiáng), 胡小鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍軍械工程學(xué)院