基于GTEM室吸波材料反射率测试系统的研制

摘要

随着现代科学技术和工业技术的飞速发展，许多电子设备纷纷涌入了人们的生活当中。这给人们的生活提供了便利的同时，也因此产生了大量的电磁辐射，其造成的电磁污染正引起人们的关注。吸波材料作为一种可以有效吸收电磁波能量，减少电磁波干扰的功能材料得到了广泛的应用，它相较于电磁屏蔽材料具有更高的普遍性和适用性。另外，为满足现代战争的需要，隐身技术已经成为世界军事强国重点发展研究的战略技术。吸波材料作为隐身技术的主要部分，它的研究与应用自然成为了军事领域的研究热点。 表征吸波材料特性参数的是吸波材料的反射率，它反映了吸波材料对电磁波的吸收能力。因此在使用吸波材料之前，我们需要针对其反射率进行相应的测试。目前，常用的测试方法有：吸波材料反射率样板空间平移测试法、吸波材料反射率远场RCS测试法、吸波材料反射率弓形测试法等。但是对于较低频率下的吸波材料反射率测试，常用的测试方法难以实现，针对这个问题本文提出了利用吉赫兹横电磁波室（GTEM Cell）模拟自由空间中的电磁环境，将电磁波相对限制在一个有限的空间内，减小测试样品边缘散射效应对测试结果的影响，达到有效测试吸波材料反射率的目的。 本文首先对吸波材料反射率测试的研究背景以及测试方法进行了阐述，对比现有的测试技术，针对低频测试提出了利用GTEM室对材料反射率进行测试。然后，根据测试的需要对 GTEM室和对数周期天线（LPDA）的工作原理和设计思路进行了研究分析、仿真计算以及优化。接着，在GTEM室和LPDA设计搭建完成后，根据测试编写了相关的测试软件，形成了自动测试系统。最后，为了验证GTEM室吸波材料反射率测试系统的准确性，对吸波材料的反射率进行测试，通过对标准样品的多次测试，验证测试系统的准确性、一致性，并针对误差进行分析，对整个测试系统提出了需要继续改进的工作。 本文主要做了以下几个的改进创新点：第一，根据吸波材料反射率在低频下的测试需要，创新性提出了利用GTEM室来测试吸波材料的反射率，并成功研制出了测试系统；第二，针对GTEM室过渡段，设计了一种方便简洁的过渡结构，提高了GTEM室的性能；第三，对于低频测试的对数周期天线，相较于传统的对数周期天线，设计制作出了结构更简洁的印刷对数周期天线。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 吸波材料概述

1.2 吸波材料反射率测试简介

1.2.1 吸波材料反射率样板空间平移测试法

1.2.2 吸波材料反射率远场RCS测试法

1.2.3 吸波材料反射率弓形测试法

1.2.4 吸波材料反射率同轴线测试法

1.2.5 吸波材料反射率GTEM室测试法

1.3 本文主要工作

1.4 本文结构安排

第二章 GTEM室反射率测试系统的原理与设计

2.1 GTEM室的原理与设计

2.1.1 GTEM室特性阻抗概述

2.1.2 GTEM室特性阻抗的计算以及仿真

2.1.3 GTEM室过渡段的仿真设计

2.1.4 GTEM室的终端匹配

2.2 对数周期天线的原理与设计

2.2.1 对数周期天线的结构特点

2.2.2 对数周期天线的工作原理

2.2.3 印刷对数周期天线的设计

2.2.4印刷对数周期天线的仿真

2.3 本章小结

第三章 GTEM室反射率测试系统的搭建与调试

3.1 GTEM室的搭建与调试

3.2 印刷对数周期天线的调试

3.3 本章小结

第四章 吸波材料反射率的测试

4.1自动化测试软件及步骤

4.2 吸波材料反射率测试

4.3 测试误差分析

4.4 本章小结

第五章 结 论

致谢

参考文献