小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置制造方法
【專利摘要】一種小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，包括：反射率電平測量單元及測量系統(tǒng)定標單元；反射率電平測量單元中微波信號源產(chǎn)生信號，經(jīng)綜測用柱狀體空間衰減后，由頻譜儀、分析儀處理，計算機數(shù)據(jù)采集和分析后獲得空間駐波曲線并計算出反射率電平；測量系統(tǒng)定標單元依據(jù)雙線法原理，微波信號源通過功分器將信號一分為二，一路直接進合路器模擬入射信號強度，一路通過移相器、衰減器后進入合路器模擬反射信號路徑，通過連續(xù)改變移相器的相位從而模擬出入射波與反射波的入射路徑，將入射信號和反射信號經(jīng)矢量疊加后即產(chǎn)生駐波曲線并計算出反射率電平，其值應(yīng)與所接入的衰減器的衰減量相符，可以實現(xiàn)對反射率電平測量裝置的標定。
【專利說明】小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于專用測試設(shè)備校準領(lǐng)域，具體涉及一種小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]小型柱狀體微波暗室是導(dǎo)彈綜合測試設(shè)備的組成部分之一，由其模擬射頻傳播空間環(huán)境，與其他設(shè)備一起配合完成導(dǎo)彈制導(dǎo)和控制系統(tǒng)的測試任務(wù)。該柱狀體是圓筒式外形，外直徑900mm，長度1.7m，通過對內(nèi)鋪吸收材料做適當?shù)膸缀卧煨停贵w內(nèi)某些特定的部位能夠模擬自由空間環(huán)境條件，通過微波吸波材料使入射的電磁波達到最大限度的吸收，最小限度的反射，以確保在對導(dǎo)引頭靈敏度參數(shù)測試的準確、可靠。
[0005]這種小型柱狀體微波暗室的主要特點是:在小環(huán)境下能夠模擬自由空間，其空間特性的好壞將直接影響到導(dǎo)彈研制、批產(chǎn)過程中導(dǎo)引頭靈敏度接收機的質(zhì)量。為保證被測導(dǎo)引頭靈敏度測試的準確性和可靠性，除了消除由于轉(zhuǎn)臺、金屬物等引起的電磁波亂反射以及信號源泄露而導(dǎo)致的多路徑影響外，還要消除因柱狀體內(nèi)電磁波的反射而導(dǎo)致導(dǎo)引頭靈敏度測試結(jié)果的離散性問題，因此，對柱狀體內(nèi)壁的反射率電平(即空間駐波特性)需優(yōu)于_40dB，才能滿足導(dǎo)彈導(dǎo)引頭靈敏度測試的需求。
[0006]從國內(nèi)情況來看，由于該類柱狀體僅用于導(dǎo)彈測試，專用性極強，沒有形成相應(yīng)的校準規(guī)范，雖然對吸收材料性能方面有較深的研究，但對由吸收材料構(gòu)成的直徑不到I米的柱狀體內(nèi)的自由空間特性的研究還不夠深入。資料顯示，國外像這種類型的柱狀體也鮮有應(yīng)用于武器系統(tǒng)的測試中，但是由于其具有鮮明的軍事性，因此相關(guān)的技術(shù)資料也是極少的。而對于測量裝置的測量結(jié)果的有效性，準確性的評判與定標也沒有一種有效的標定方法及手段。
[0007]因此，業(yè)界需要一種小型柱狀體微波暗室內(nèi)壁反射率電平校準裝置。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一套小型微波暗室內(nèi)壁反射率電平校準裝置，以實現(xiàn)對小型柱狀體微波暗室內(nèi)壁空間駐波電性能參數(shù)(即反射率電平)的測量與定標。
[0010]本發(fā)明提供小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，包括:反射率電平測量單元及測量系統(tǒng)定標單元；所述反射率電平測量單元包括:微波信號源、綜測用柱狀體、發(fā)射天線、接收天線、頻譜儀、分析儀、支架測試支架、數(shù)據(jù)采集分析軟件及主控計算機；微波信號源作為信號發(fā)射設(shè)備，產(chǎn)生一個微波直射信號給發(fā)射天線，該發(fā)射信號經(jīng)綜測用柱狀體空間衰減后，由接收天線接收后送給頻譜儀、分析儀，最后由計算機進行數(shù)據(jù)采集和分析后獲得空間駐波曲線并計算出反射率電平；所述測量系統(tǒng)定標單元包括:微波信號源、功分器、衰減器、移相器、合路器、頻譜儀、發(fā)射天線、接收天線、支架測試支架、數(shù)據(jù)采集分析軟件以及主控計算機等；測量系統(tǒng)定標單元主要依據(jù)雙線法原理，微波信號源通過功分器將信號一分為二，一路直接進合路器模擬入射信號強度，一路通過移相器、衰減器后進入合路器模擬反射信號路徑，通過連續(xù)改變移相器的相位從而模擬出入射波與反射波的入射路徑，將入射信號和反射信號經(jīng)矢量疊加后即產(chǎn)生一駐波曲線并計算出反射率電平，其值應(yīng)與所接入的衰減器的衰減量相符，從而實現(xiàn)對反射率電平測量裝置的標定。
[0011]進一步，所述支架測試支架由天線支架和天線控制器組成，用以控制接收天線的Y方向、X方向、Z方向三維直線運動及天線角姿態(tài)即方位角的變化。
[0012]一些實施例中，所述天線支架的Y方向、X方向、Z方向直線運動行程范圍為±500mm。
[0013]一些實施例中，所述天線支架的天線方位角范圍為±90°。
[0014]一些實施例中，采用無級調(diào)速電機、精密齒輪蝸桿實現(xiàn)天線支架與傳動機構(gòu)沿設(shè)定方向平穩(wěn)移動。
[0015]本發(fā)明的小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，可以滿足對高靈敏度要求測試的需求，為小型柱狀體微波暗室內(nèi)壁反射率電平測量提供了一套較為完整的標定與測量裝置，并提出了切實可行的定標方法。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
圖1是本發(fā)明所提供的用于小型柱狀體微波暗室反射率電平測量裝置的原理圖。
[0018]圖2是本發(fā)明所提供的用于小型柱狀體微波暗室反射率電平測量裝置的定標原理示意圖。
[0019]附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
[0020]

【具體實施方式】
[0021]參見示出本發(fā)明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實施例的限制。
[0022]現(xiàn)參考圖1詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置。如圖1所示，反射率電平實驗室標定與測量裝置由微波信號源、頻譜儀、接收天線、天線支架、數(shù)據(jù)采集分析軟件及主控計算機等組成。其中，微波信號源產(chǎn)生一個微波直射信號給發(fā)射天線，該發(fā)射信號經(jīng)柱狀體內(nèi)路徑衰減后由接收天線將信號送至頻譜儀，最后由計算機進行數(shù)據(jù)采集和分析后獲得空間駐波曲線并計算出反射率電平。
[0023]在校準過程中，該柱狀體的空間存在著對信號的反射，因此，頻譜儀接收的信號還包含了來自各個方向的反射信號。天線支架與傳動裝置用以控制接收天線的上下(Y向)、左右(X向)和垂直(Z向)三維直線運動及天線角姿態(tài)的變化，整個測量過程天線支架的平穩(wěn)移動是測量結(jié)果正確與否的關(guān)鍵。
[0024]在設(shè)計時，采用無級調(diào)速電機、精密齒輪蝸桿實現(xiàn)天線支架與傳動機構(gòu)具有X、Y、Z三維連續(xù)無間斷的沿設(shè)定方向平穩(wěn)移動，以保證自動校準裝置所采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可靠，準確和真實。
[0025]如圖2所示，反射率電平測量裝置的標定單元由微波信號源、功分器、衰減器、微波移相器、合路器、頻譜儀、接收天線、天線支架、數(shù)據(jù)采集分析軟件以及主控計算機等組成。微波信號源通過功分器將信號一分為二，一路直接進合路器模擬入射信號強度，一路通過微波移相器衰減器、衰減器后進入合路器模擬反射信號路徑，通過連續(xù)改變移相器的相位量來模擬入射信號的反射路徑，頻譜儀通過采集二合成后的信號即形成一以周期變化的駐波曲線。計算機軟件對其進行分析計算后得到一反射率電平。在測量之前應(yīng)先進行反射率電平歸一化校準，以消除測量系統(tǒng)的初始影響。校準方法是:歸一化校準時不接衰減器，測量時接入衰減器。兩者相減，其測量結(jié)果應(yīng)與加接的衰減器的衰減值相符。
[0026]本發(fā)明具有如下優(yōu)點在于:為小型柱狀體微波暗室內(nèi)壁反射率電平測量提供了一套較為完整的測量裝置，可以滿足對高靈敏度要求測試的需求，并提出了切實可行的定標方法。
[0027]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，其特征在于，包括:反射率電平測量單元及測量系統(tǒng)定標單元； 所述反射率電平測量單元包括:微波信號源、綜測用柱狀體、發(fā)射天線、接收天線、頻譜儀、分析儀、支架測試支架、數(shù)據(jù)采集分析軟件及主控計算機；微波信號源作為信號發(fā)射設(shè)備，產(chǎn)生一個微波直射信號給發(fā)射天線，該發(fā)射信號經(jīng)綜測用柱狀體空間衰減后，由接收天線接收后送給頻譜儀、分析儀，最后由計算機進行數(shù)據(jù)采集和分析后獲得空間駐波曲線并計算出反射率電平； 所述測量系統(tǒng)定標單元包括:微波信號源、功分器、衰減器、移相器、合路器、頻譜儀、發(fā)射天線、接收天線、支架測試支架、數(shù)據(jù)采集分析軟件以及主控計算機等；測量系統(tǒng)定標單元主要依據(jù)雙線法原理，微波信號源通過功分器將信號一分為二，一路直接進合路器模擬入射信號強度，一路通過移相器、衰減器后進入合路器模擬反射信號路徑，通過連續(xù)改變移相器的相位從而模擬出入射波與反射波的入射路徑，將入射信號和反射信號經(jīng)矢量疊加后即產(chǎn)生一駐波曲線并計算出反射率電平，其值應(yīng)與所接入的衰減器的衰減量相符，從而實現(xiàn)對反射率電平測量裝置的標定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，其特征在于:所述支架測試支架由天線支架和天線控制器組成，用以控制接收天線的Y方向、X方向、Z方向三維直線運動及天線角姿態(tài)即方位角的變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，其特征在于:所述天線支架的Y方向、X方向、Z方向直線運動行程范圍為±500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，其特征在于:所述天線支架的天線方位角范圍為±90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型柱狀體微波暗室反射率電平實驗室標定與測量裝置，其特征在于:采用無級調(diào)速電機、精密齒輪蝸桿實現(xiàn)天線支架與傳動機構(gòu)沿設(shè)定方向平穩(wěn)移動。
【文檔編號】G01R31/00GK104280626SQ201310292048
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】任雅芬, 辛康 申請人:上海精密計量測試研究所