對吸波材料造成的影響分析及其改進方法

摘 要：本文在大量的矩形開口波導探頭測量數(shù)據的基礎之上，結合現(xiàn)代數(shù)值仿真技術，分析并給出了由于法蘭上貼附的吸波材料導致的探頭遠場增益及輻射方向圖的變化規(guī)律及其量值；提出了抑制法蘭和吸波材料影響的改進措施，并建議將探頭與吸波材料作為統(tǒng)一整體進行校準和使用。

關鍵詞：矩形開口波導；校準；數(shù)值仿真

中圖分類號：TM25 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0279-01

1 簡 介

平面近場測量需要進行探頭補償修正，探頭自身特性參數(shù)的準確性將直接影響到測量系統(tǒng)的精度。本文分析了由于法蘭貼附的吸波材料而導致的探頭遠場增益及輻射方向圖的變化趨勢及其量值，并針對探頭設計和使用提出了改進措施，對于探頭校準及特性補償修正來說具有重要參考價值。

2 吸波材料對矩形開口波導探頭遠場特性的影響

在實際使用的時候，通常在探頭的法蘭部分貼附吸波材料，以抑制法蘭的表面電流對探頭遠場特性的影響。圖1給出了在頻率為15GHz時用WR187型矩形開口波導探頭作接收探頭，法蘭部分貼附吸波材料前后的時域信號波形圖。從圖中可以看到，不加吸波材料時，主信號經過法蘭面反射，在探頭的終端口面處再次被接收，從而形成了第二個峰值。在法蘭面上貼附吸波材料后，相比于未貼吸波材料時，反射信號的幅度被抑制了15dB，但這部分殘余反射信號同樣會對探頭的遠場特性產生影響。

2.1 對增益的影響

從圖2中可以看出，在Ku波段，相比于探頭自身物理結構導致的起伏，由吸波材料所導致的增益起伏的峰峰值約為0.4dB。在平面近場測量系統(tǒng)中，當使用數(shù)值仿真的結果進行探頭增益補償時，這種增益起伏現(xiàn)象就會直接影響到測量結果的精度。此外，如果采用近似公式的理論估算值進行探頭補償修正，由于公式本身精度的問題，則會導致更大的測量誤差。

2.2 對輻射方向圖的影響

從圖3中可以看到，在探頭的3dB角范圍內，由吸波材料導致的幅度的起伏在0.1dB以內，隨著角度的增加，起伏程度變大，在大于70°范圍內的某些角度上，起伏可達2dB之多。

3 可能的優(yōu)化措施及建議

為了抑制吸波材料對探頭遠場特性的影響，在探頭的設計和使用方面可能的改進措施有：在保證探頭安裝強度的前提下，盡量減小法蘭尺寸（主要是E場方向），適當延長探頭的長度，增加吸波材料與探頭口面的相對距離，并合理控制吸波材料的尺寸，讓其對探頭的方向圖和增益的影響減小到最小。此外，可以考慮制定相關標準，使得探頭和吸波材料的規(guī)格尺寸、特性保持統(tǒng)一，并將探頭和吸波材料作為一個整體進行校準，同時應盡量保持探頭法蘭所貼附的吸波材料在校準狀態(tài)和使用狀態(tài)一致性。

4 結 論

（1）在最優(yōu)布置的情況下，法蘭貼附的吸波材料仍然會導致探頭在Ku波段的遠場增益產生0.4dB的起伏；在探頭的3dB角范圍內，由吸波材料導致的幅度的起伏在0.1dB以內，在大于70°范圍內的某些角度上，幅度起伏超過2dB。

（2）為了減小法蘭及吸波材料的影響，應當盡量減小法蘭E面方向面積，合理控制吸波材料尺寸并盡量增加其與探頭口面的間距，同時將吸波材料與探頭作為一個整體進行校準和使用。

參考文獻

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[2]張立剛，等.矩形開口波導天線特性的數(shù)值模擬.強激光與粒子束.

[3]毛乃宏，俱新德.天線測量手冊.國防工業(yè)出版社.

收稿日期：2018-10-13

作者簡介：劉 璇（1987-），女，漢族，安徽宿州人，助理工程師，在讀碩士，研究方向為電磁兼容。