雷达吸波材料反射率测试技术概述VIP免费

雷达吸波材料反射率测试技术概述作者：王超杰刘永峙宋宇华于万增厉宁郭宇来源：《新材料产业》2019年第07期1前言雷达隐身技术的实现是雷达利用无线电波来发现目标，并测定其位置，由于雷达波具有恒速、定向传播，因此，当雷达波碰到飞行目标时，一部分雷达波便会反射回来。由此可见，如若要想降低由雷达检测到飞行目标的概率不被雷达波轻易发现，那么雷达散射截面这个参数就成了研究隐身雷达波材料的重要数据。雷达吸波材料的研制、使用、发展将成为研究雷达隐身技术的重中之重，对未来战争中的成败起决定性的作用［1］。随着军事高科技的迅猛发展，世界其他国家防御系统探测，跟踪和攻击能力的成长，渗透陆地、海洋的能力，所有的武器和军事目标的生存能力受到越来越严重的威胁，所以隐身技术的发展是今后发展的大趋势。隐身技术分为2种，即外形隐身和材料隐身，其中材料隐身是指在装备外形不能改变的前提下来实现隐身技术，降低被探测率，提高自身的生存率［2］。为了能够进一步研究雷达吸波材料，需要找到几种测试技术来更准确的测量吸波材料的吸波性能，常用的雷达波反射率的测试技术有弓形法测试技术、同轴测试技术、远场雷达散射截面（RCS）测试技术和样板空间平移测试技术。弓行测试技术是国内外一致推荐的衡量吸波材料性能指标的最简单最容易操作的测试技术。2反射率测试技术概述2.1弓形测试技术弓形测试技术适用于一般实验室，对实验室环境没有特定的要求。该技术采取扫频方式［3］，测试吸波材料测试样板反射率。設计弓形支架，将发射和接收天线对称地放置在一个圆弧上，所在平面垂直于吸波材料平面，吸收材料产生的吸收特性会因为不同偏振和不同的入射角展示出不同，在测试时发射天线和接收天线在相同偏振情况下工作。当标准板受到发射天线电磁波的散射之后，接收天线会接到，此时网络分析仪会记录下数据，然后我们在标准板上放置待测吸波材料测试样板，按照同样的测试方法，获得通过待测吸波材料测试样板反射回来的电磁波，网络分析会将2种信号进行做差比对，即可得到吸波材料测试样板材料板的反射率，设计出的弓形支架如图1。从图1可以看出：入射角的变化主要是由发射天线位置来决定的，发射天线是可以根据测试所需要的数据来移动的，一旦入射角发生变化，接收天线也会随之相应移动。由于发射天线和接收天线位置发生改变时，极化偏振方向也要随之改变，所以会选择极化天线。2.2微波暗室测试技术微波暗室吸波材料测试样板测试法顾名思义是在具有昏暗的实验室中进行的。同样是采用扫频方式，测试吸波材料测试样板反射率。如今，隐身技术的发展已经进入到相当高的水平，战斗机前向RCS达到-20dB已不再是难以实现，缩放系数为1：10的战斗机模型前向RCS可以打到-40dB，这就需要测试现场的背景电平比被测物体RCS值低20dB以上。因此，在设计研究微波暗室时，对其电性能、特定的体积，背景电平的反射率等要求更为严格，设计好的吸波暗室如图2。有系统示意图可以看出：发射天线由一个狭窄的激励脉冲电磁波辐射到空间中，之后被吸收材料反射之后由另一接收天线接收。按照相同的程序，把金属参照物替换为吸波材料，二次测得的信号数据经过矢量仪处理后得到该吸波材料在一定波段内反射率系数。2.3同轴测试技术同轴测试法同弓形法一样适用于任何普通的实验室，对实验室环境没有特定的要求，不同的是可以不受外部电磁干扰即能无误地测量吸收材料的反射率。为了正确的和方便的测试雷达波材料（吸波材料测试样板）的吸收特性，采用HP8722ET矢量网络分析仪和APC—7mm空气减震器简单测量的方法，测试系统如图3所示。仿冃DDD图2微波暗室吸渡材料测试样板测试系统示倉图图3眼波材料测试样板同袖测试系统示意图测试电吸波材APC一★一如路天线网络分析仪QO研究实验表明：同轴测试技术测出的实验数据与理论值非常一致，比弓形测试技术具有更高的精度。该测试技术同样也可以应用到其他种类的矢量网络分析仪和同轴空气线路测试系统组成。首先先测量没有吸波材料时短路器所接收电磁波经矢量分析仪所测出的频率S1(f),其次在将吸波材料放上去测试出放上吸波材时矢量分析仪所测出的吸波频率S2(f),最...