吸波涂層雷達(dá)反射率原位測(cè)量技術(shù)

陳雪飛，張?jiān)迄i，李燦平，馮凱，袁滔

吸波涂層雷達(dá)反射率原位測(cè)量技術(shù)

陳雪飛1，張?jiān)迄i2，李燦平1，馮凱2，袁滔1

（1.成都恩馳微波科技有限公司，成都 611731；2.電子科技大學(xué) 電子科學(xué)與工程學(xué)院，成都 611731）

為滿足吸波涂層在裝機(jī)條件下雷達(dá)反射率原位測(cè)量的迫切需求，提出一種基于天線近場(chǎng)測(cè)試的雷達(dá)反射率原位測(cè)量技術(shù)。設(shè)計(jì)小型化超寬帶天線、收發(fā)去耦結(jié)構(gòu)以及屏蔽罩，構(gòu)建原位測(cè)量探頭，并與微波掃頻模塊和數(shù)據(jù)處理模塊集成，研制出雷達(dá)反射率手持式寬頻測(cè)量?jī)x并。經(jīng)對(duì)比驗(yàn)證，在?17～0 dB反射率范圍以及2～18 GHz頻率范圍內(nèi)，該測(cè)量?jī)x測(cè)量結(jié)果與弓形系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果偏差小于1.5 dB。該測(cè)量?jī)x適用于厚度為1.5 mm以內(nèi)已涂覆涂層雷達(dá)反射率的準(zhǔn)確測(cè)量。

吸波涂層；雷達(dá)反射率；近場(chǎng)反射；原位測(cè)量

吸波涂層具有高性能、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用較廣、較為有效的隱身技術(shù)手段之一[1]。吸波涂層在服役過(guò)程中，受外部寒熱、雨雪、鹽霧、光照等環(huán)境和自身壽命等多種復(fù)雜因素影響，雷達(dá)反射率會(huì)發(fā)生變化[2]。因此，對(duì)已涂覆吸波涂層進(jìn)行雷達(dá)反射率原位跟蹤測(cè)量，判斷是否需要維修更換，成為了材料研究人員和地勤維護(hù)人員長(zhǎng)期關(guān)注的難題。

實(shí)驗(yàn)室條件下可采用標(biāo)準(zhǔn)方法，通過(guò)制樣對(duì)涂層雷達(dá)反射率進(jìn)行測(cè)試[3--4]。但在服役階段，受涂層無(wú)法取樣的限制，標(biāo)準(zhǔn)方法無(wú)法適用。為實(shí)現(xiàn)原位測(cè)量，常規(guī)手段采用同軸探頭[5--6]或波導(dǎo)探頭[7--8]與待測(cè)涂層表面緊貼進(jìn)行測(cè)量。該方法中探頭無(wú)法與涂層下方的金屬基底電接觸，使得探頭開口處除導(dǎo)行波外還存在輻射波，探頭邊緣效應(yīng)會(huì)引入較大誤差，尤其在高頻下。為減小探頭邊緣效應(yīng)的影響，吳亮等[9-10]提出了H面扇形喇叭探頭，該探頭作用于待測(cè)涂層表面上的場(chǎng)可近似等效為遠(yuǎn)場(chǎng)平面波，具有更低的邊緣效應(yīng)。郭寅生等[11]將H面扇形喇叭探頭與六端口反射計(jì)集成，實(shí)現(xiàn)了反射率的便攜式測(cè)量。盡管H面喇叭探頭在原位測(cè)量中具備體積小、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)，但仍存在單個(gè)探頭帶寬窄（與矩波導(dǎo)對(duì)應(yīng)）、微波反射率測(cè)量結(jié)果與實(shí)際遠(yuǎn)場(chǎng)雷達(dá)波作用下的真實(shí)值偏差較大等問(wèn)題，這限制了其在原位條件下的應(yīng)用。

近年來(lái)，基于天線近場(chǎng)作用對(duì)材料進(jìn)行微波無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)得到了快速發(fā)展[12-14]。通過(guò)對(duì)天線和微波傳輸環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)將近場(chǎng)輻射能量集中在一個(gè)較小的波束空間中，并在近場(chǎng)獲得接近遠(yuǎn)場(chǎng)平面波的場(chǎng)分布特性[15]。相較于傳輸線探頭開口處的輻射場(chǎng)，上述天線近場(chǎng)區(qū)的輻射場(chǎng)更能夠模擬雷達(dá)波照射狀態(tài)，從而簡(jiǎn)化了涂層雷達(dá)吸波性能測(cè)試物理模型。王慷等[16]設(shè)計(jì)了準(zhǔn)TEM波天線和龍伯透鏡天線，在天線近場(chǎng)對(duì)吸波材料反射率進(jìn)行了測(cè)量，其反射率測(cè)量結(jié)果與遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果具有可比性?？鼙虮虻萚17]基于自由空間單反射模型，利用點(diǎn)聚焦透鏡天線結(jié)合定向耦合器及隔離器將天線收發(fā)信號(hào)進(jìn)行有效分離，對(duì)材料的反射特性進(jìn)行了測(cè)量。此外，Compass公司于2017年推出了一款手持式反射率測(cè)量?jī)x[18]，其探頭為基于小型化介質(zhì)天線的單天線探頭，通過(guò)與矢量反射測(cè)量模塊集成，實(shí)現(xiàn)了反射率的超寬帶測(cè)量。

本文基于天線近場(chǎng)反射理論開展吸波涂層雷達(dá)反射率原位測(cè)量技術(shù)研究，設(shè)計(jì)一種雙槽對(duì)踵Vivaldi天線作為近場(chǎng)測(cè)量天線，將天線收發(fā)分置并引入去耦及屏蔽結(jié)構(gòu)，構(gòu)建原位測(cè)量探頭，與微波掃頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和電源模塊集成，研制出雷達(dá)反射率手持式寬頻測(cè)量?jī)x；采用匹配–短路校準(zhǔn)結(jié)合時(shí)域選通的信號(hào)提取技術(shù)，解決收發(fā)串?dāng)_及背景干擾等問(wèn)題；通過(guò)對(duì)多種涂層及膠板材料進(jìn)行測(cè)量，并與標(biāo)準(zhǔn)弓形系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證本文所提方法的可行性以及所研究設(shè)備的測(cè)量準(zhǔn)確性。

1 測(cè)量模型與計(jì)算方法

為在超寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)高的反射率測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍，本文采用天線收發(fā)分置配置[19-20]進(jìn)行反射測(cè)量。垂直入射下，收發(fā)分置配置的信號(hào)流如圖1所示。0和1分別為發(fā)射天線饋電處和待測(cè)涂層表面處的入射波，0和1分別為接收天線饋電處和待測(cè)涂層表面處的反射波，d為方向性誤差，r為傳輸/反射追蹤誤差，s為失配誤差。對(duì)于收發(fā)分置，天線間的串?dāng)_是d的主要來(lái)源，只要天線探頭組成結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，d基本不變；r來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)；s來(lái)自天線和待測(cè)涂層間的多重反射。根據(jù)信號(hào)流圖，天線饋電處的反射系數(shù)m可通過(guò)上述誤差項(xiàng)以及待測(cè)涂層處的反射系數(shù)a來(lái)表示，見式（1）[21]。

圖1 收發(fā)分置配置示意及其信號(hào)流

根據(jù)式（1），為求解d、r和s3個(gè)誤差項(xiàng)，需通過(guò)3個(gè)已知反射系數(shù)的不同校準(zhǔn)件進(jìn)行誤差項(xiàng)求解，并帶入式（1），最終可由測(cè)試量m計(jì)算出所需量a，見式（2）。

針對(duì)上述校準(zhǔn)，傳統(tǒng)方法采用短路終端（a=?1）、匹配終端（a=0）和短路補(bǔ)償終端（a=ejπ(1?4d/λ)，為位移量）進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)于原位測(cè)量，前2項(xiàng)校準(zhǔn)均容易實(shí)現(xiàn)，而短路補(bǔ)償校準(zhǔn)由于對(duì)天線探頭移動(dòng)定位要求較高，同時(shí)需移動(dòng)多個(gè)距離來(lái)覆蓋寬頻帶校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)難度較大。實(shí)際情況中，可采用時(shí)域選通技術(shù)對(duì)天線和待測(cè)涂層之間的多重反射進(jìn)行有效抑制，因此在時(shí)域選通下可令s=0。僅采用匹配終端和短路終端即可完成校準(zhǔn)，這不但簡(jiǎn)化了操作流程，也避免在執(zhí)行短路補(bǔ)償校準(zhǔn)時(shí)帶來(lái)的誤差，保證了校準(zhǔn)精度。

根據(jù)式（1），誤差項(xiàng)d和r可通過(guò)式（3）來(lái)確定。

其中free和metal為匹配終端和短路終端下對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)測(cè)量值。最終待測(cè)涂層實(shí)際反射系數(shù)可表示為式（4）。

2 測(cè)量裝置

2.1 天線設(shè)計(jì)

原位測(cè)量要求天線具有小型化超寬帶等特點(diǎn)。作為一種寬帶端射天線，Vivaldi天線具有尺寸小、質(zhì)量小、方向性好等優(yōu)點(diǎn)?；诖?，本文設(shè)計(jì)了一種工作在2～18 GHz頻段的雙槽對(duì)踵Vivaldi天線，該天線由2個(gè)非對(duì)稱的對(duì)踵Vivaldi天線單元構(gòu)成，由T型功分器進(jìn)行饋電。每一單元包括短內(nèi)脊和長(zhǎng)外脊，其脊曲線為指數(shù)漸變線。天線外脊外側(cè)開有錐形橢圓槽結(jié)構(gòu)，其能夠在低頻段提高天線增益，并改善端口匹配特性。天線內(nèi)脊分布在基板兩面，2個(gè)內(nèi)脊直邊的邊緣有部分重疊，并通過(guò)一排金屬通孔短接。短路結(jié)構(gòu)令天線具有更好的環(huán)路特性，也令天線的低頻品質(zhì)因數(shù)得以降低，從而進(jìn)一步改善天線端口匹配特性。此外，為了獲得更好的近場(chǎng)窄波束特性，天線前方增加了一個(gè)半圓形介質(zhì)引向器。天線結(jié)構(gòu)示意如圖2a所示，長(zhǎng)度為16 cm（不含同軸接頭），寬度為7.5 cm。天線基板選用Rogers RT4350，厚度為0.762 mm，表面涂覆綠油，加工實(shí)物如圖2b所示，采用SMA同軸接頭進(jìn)行饋電，其在2～18 GHz頻帶內(nèi)駐波比均小于2，具有良好的寬帶阻抗匹配特性。

圖2 雙槽對(duì)踵Vivaldi天線結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)物

圖3給出了天線在4、8、12、16 GHz 4個(gè)頻點(diǎn)下的電場(chǎng)能量近場(chǎng)仿真結(jié)果，場(chǎng)強(qiáng)以dB表示，并以最大值進(jìn)行歸一化。從圖3中可以看出，天線輻射能量沿軸線未有明顯擴(kuò)散，具有較好的方向性。

2.2 測(cè)量探頭設(shè)計(jì)

天線測(cè)量探頭由收發(fā)分置天線構(gòu)成，發(fā)射天線和接收天線沿H面對(duì)稱放置，如圖4所示。為降低背景環(huán)境對(duì)天線輻射波束的影響，需要對(duì)波束作用的區(qū)域范圍作進(jìn)一步限制。本文采用PC/ABS改性工程塑料制作了包圍收發(fā)天線的介質(zhì)筒，其直徑為110 mm，壁厚為2 mm。該介質(zhì)筒使待測(cè)涂層表面與天線的垂直距離恒為70 mm。此外，在介質(zhì)筒與待測(cè)涂層接觸的一端包圍一圈吸波材料，可以增強(qiáng)介質(zhì)筒內(nèi)部和外部的電磁屏蔽性能。天線輻射波束會(huì)因介質(zhì)筒與吸波材料的引入而受到影響，尤其在低頻段，因此，吸波材料的高度不能過(guò)大，需在減小背景干擾和影響天線輻射特性之間進(jìn)行權(quán)衡。

為提高測(cè)試穩(wěn)定性，收發(fā)天線需進(jìn)一步固定。本文將開有定位槽的2個(gè)定位板相互平行安裝于收發(fā)天線兩側(cè)，并與收發(fā)天線垂直，如圖4所示。考慮介質(zhì)筒的直徑不能過(guò)大，收發(fā)天線之間的間距設(shè)置約為最大工作波長(zhǎng)的二分之一，即70 mm。該間距下，耦合波和待測(cè)涂層的反射回波會(huì)進(jìn)行矢量疊加，從而影響測(cè)試準(zhǔn)確度。本文從硬件和軟件兩方面來(lái)解決互耦問(wèn)題。在硬件方面，為最大程度地抑制互耦信號(hào)，在收發(fā)天線之間平行地設(shè)置一個(gè)去耦屏，如圖4所示。去耦屏由1片覆銅板和2片吸波膠板組成，覆銅板可對(duì)收發(fā)天線之間的耦合信號(hào)進(jìn)行有效隔離，而覆銅板兩側(cè)的吸波膠板可減小覆銅板對(duì)天線波束的擾動(dòng)。去耦屏前端具有鋸齒結(jié)構(gòu)，可有效降低其對(duì)反射回波的二次散射。去耦屏越長(zhǎng)，去耦效果越好，但對(duì)天線輻射波束的擾動(dòng)也越大。實(shí)際中通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，得到去耦屏最佳長(zhǎng)度為105 mm。

圖5給出了在2～18 GHz頻段內(nèi)有無(wú)去耦屏?xí)r收發(fā)天線間的互耦影響。在增加去耦屏后，在2～4 GHz低頻段收發(fā)天線間的互耦強(qiáng)度（匹配狀態(tài)下的21參數(shù)）從?20 dB左右下降至?30 dB左右，測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍（匹配終端和短路終端對(duì)應(yīng)21參數(shù)的差值）增大了約10 dB。同時(shí)，增加去耦屏后，有效信號(hào)和互耦信號(hào)的矢量疊加效應(yīng)減弱，其對(duì)應(yīng)的21參數(shù)曲線（實(shí)線）波動(dòng)更小。4 GHz以下的低頻段，在無(wú)去耦屏的情況下，21參數(shù)曲線存在嚴(yán)重重疊的現(xiàn)象；而增加去耦屏后，這種重疊現(xiàn)象被消除了，顯著提高了測(cè)試精度。

另一方面，本文從軟件上采用時(shí)域選通技術(shù)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。時(shí)域選通技術(shù)是將輸入信號(hào)從頻域轉(zhuǎn)換到時(shí)域進(jìn)行分析，然后利用時(shí)域選通函數(shù)濾除干擾信號(hào)，最后將結(jié)果轉(zhuǎn)換回頻域。當(dāng)有效信號(hào)和干擾信號(hào)傳播時(shí)間滿足一定時(shí)差時(shí)，時(shí)域選通技術(shù)可以有效濾除干擾信號(hào)的影響[22]。圖6給出了當(dāng)測(cè)量探頭緊貼金屬平板時(shí)，通過(guò)頻域–時(shí)域轉(zhuǎn)換獲得的21參數(shù)的時(shí)域響應(yīng)，其校準(zhǔn)參考面為天線端口?？梢钥闯?，I區(qū)的主峰為有效信號(hào)，其余時(shí)間區(qū)對(duì)應(yīng)的峰值為干擾信號(hào)；其中，II區(qū)的干擾信號(hào)來(lái)自收發(fā)天線間的殘余耦合，III區(qū)的干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)多路徑反射。為了濾除干擾信號(hào)分量，設(shè)置時(shí)域門的起點(diǎn)和終點(diǎn)在有效信號(hào)主峰的底部，將時(shí)域門與時(shí)間響應(yīng)相乘后，可以在保留主峰的同時(shí)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行濾波。基于時(shí)域選通技術(shù)對(duì)圖5b的曲線進(jìn)行濾波處理（取時(shí)域門寬為400 ps）后，得到終端匹配和終端短路下收發(fā)天線間21參數(shù)的頻率響應(yīng)，如圖7所示?？梢钥闯觯瑫r(shí)域選通后曲線更為平滑，曲線上由于有效信號(hào)和干擾信號(hào)矢量疊加造成的周期波動(dòng)消失，同時(shí)天線間的互耦得到了進(jìn)一步抑制。

圖3 不同頻點(diǎn)電場(chǎng)能量近場(chǎng)仿真結(jié)果

圖4 天線測(cè)量探頭示意圖

圖5 有無(wú)去耦屏?xí)r收發(fā)天線間互耦影響

2.3 手持測(cè)量?jī)x集成

本文基于構(gòu)建的天線測(cè)量探頭，對(duì)手持測(cè)量?jī)x進(jìn)行集成。測(cè)量?jī)x主要由測(cè)量探頭、掃頻模塊、控制處理模塊、電源模塊、外殼把手五部分構(gòu)成，各部分連接示意如圖8a所示，實(shí)物如圖8b所示。收發(fā)天線通過(guò)半剛性電纜連接下后方的掃頻模塊，掃頻模塊通過(guò)串口與其上方的控制處理模塊進(jìn)行通信；控制處理模塊通過(guò)按鍵輸入指令，通過(guò)屏幕和SD卡顯示，并導(dǎo)出測(cè)試數(shù)據(jù)；電源模塊位于下方把手底部，為掃頻模塊和控制處理模塊供電，其電池可快速拆卸及充電。

圖6 短路終端加載下測(cè)量探頭S21參數(shù)的時(shí)域響應(yīng)

圖7 時(shí)域選通下收發(fā)天線間互耦頻響曲線

為實(shí)現(xiàn)手持測(cè)量?jī)x的小型化，本文采用Measall Technology公司的901R便捷模塊作為掃頻模塊?？刂铺幚砟K采用單片機(jī)STM32F4ZGT6作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)掃頻模塊的控制，并對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。單片機(jī)內(nèi)嵌了校準(zhǔn)程序和時(shí)域選通算法，可自行處理和修正原始測(cè)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)顯示并保存到SD卡。電源模塊由4節(jié)18650鋰電池構(gòu)成，能夠保證2 h以上的續(xù)航時(shí)間。外殼把手采用注塑與鋁合金結(jié)合的成型工藝，能夠?qū)?nèi)部元器件進(jìn)行密封保護(hù)。把手上設(shè)置“確認(rèn)”自復(fù)位按鍵，可通過(guò)“校準(zhǔn)”和“測(cè)試”的開關(guān)切換執(zhí)行相應(yīng)確認(rèn)操作。經(jīng)測(cè)量，手持測(cè)量?jī)x外形尺寸為310 mm×300 mm×120 mm，質(zhì)量為2.6 kg，滿足手持使用要求。

圖8 手持測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)及實(shí)物

3 結(jié)果與分析

3.1 手持測(cè)量?jī)x性能評(píng)估

首先對(duì)手持測(cè)量?jī)x的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行評(píng)估。利用測(cè)量?jī)x對(duì)自由空間的反射率和一大金屬平板的反射率進(jìn)行測(cè)量。自由空間對(duì)應(yīng)最小可接收信號(hào)，金屬平板對(duì)應(yīng)最大可接收信號(hào)，兩者之差即為動(dòng)態(tài)范圍。取時(shí)域門寬為400 ps，得到測(cè)量?jī)x動(dòng)態(tài)范圍如圖9所示。可以看出，全頻帶動(dòng)態(tài)范圍為?17～0 dB，能夠覆蓋大多數(shù)吸波涂層反射率范圍。

其次對(duì)手持測(cè)量?jī)x測(cè)量重復(fù)性進(jìn)行評(píng)估。采用一足夠大金屬平板，以該平板校準(zhǔn)后對(duì)該平板進(jìn)行10次連續(xù)測(cè)量，每次測(cè)量位置相同，獲得重復(fù)性測(cè)量結(jié)果如圖10所示?？梢钥闯觯?0次測(cè)量結(jié)果重復(fù)性良好，偏差小于0.2 dB。

最后對(duì)待測(cè)涂層區(qū)尺寸的影響進(jìn)行分析。針對(duì)已涂覆涂層，測(cè)量區(qū)可能處于涂層邊緣。本文模擬了該情形下涂層邊緣對(duì)天線探頭的影響，測(cè)試對(duì)象為邊長(zhǎng)為300 mm的方形吸波膠板，如圖11所示。采用與吸波膠板相同橫向尺寸的方形金屬平板進(jìn)行校準(zhǔn)，選擇平板正中部為校準(zhǔn)區(qū)域，校準(zhǔn)之后將吸波膠板置于金屬平板上方且邊緣對(duì)齊。測(cè)量時(shí)，分別改變探頭與膠板邊緣的距離1和2，觀察測(cè)試曲線變化情況，如圖12所示?？梢钥闯觯S著測(cè)量探頭逐漸靠近邊緣，吸波膠板的反射率曲線未出現(xiàn)明顯變化，探頭位于中部（1=2=100 mm）和邊緣（1或2=0 mm）時(shí)對(duì)應(yīng)的反射率偏差小于0.5 dB。上述結(jié)果表明包圍有屏蔽罩的天線測(cè)量探頭具有良好的位置適應(yīng)性，能夠有效減小背景環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響。

圖9 手持測(cè)量?jī)x反射率動(dòng)態(tài)范圍

圖10 金屬平板反射率重復(fù)性測(cè)量結(jié)果

圖11 手持測(cè)量?jī)x探頭與涂層邊緣位置關(guān)系

3.2 典型吸波樣板測(cè)量比對(duì)

本文采用與標(biāo)準(zhǔn)弓形系統(tǒng)比對(duì)的方法對(duì)手持測(cè)量?jī)x測(cè)量精度進(jìn)行驗(yàn)證。待測(cè)樣板選用厚度為0.3 mm的吸波涂層、0.8 mm的吸波復(fù)材板、1.0 mm的吸波膠板以及1.5 mm的吸波膠板，4種樣板如圖13所示，樣板橫向尺寸均為200 mm×200 mm。對(duì)同一樣板分別采用標(biāo)準(zhǔn)弓形系統(tǒng)和本文研制的手持測(cè)量?jī)x進(jìn)行比對(duì)測(cè)量，結(jié)果如圖14所示。從比對(duì)結(jié)果可以看出，在–17～0 dB反射率范圍內(nèi)，本文提出的手持測(cè)量?jī)x測(cè)量結(jié)果與弓形系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果偏差小于1.5 dB，兩系統(tǒng)測(cè)得的反射率曲線具有良好的一致性。

圖12 探頭與吸波膠板邊緣不同距離下的反射率曲線

圖13 待測(cè)吸波樣板

圖14 4種吸波樣板測(cè)量比對(duì)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種基于收發(fā)天線近場(chǎng)反射測(cè)量的涂層反射率原位獲取技術(shù)，詳細(xì)介紹了該方法的理論模型、算法實(shí)現(xiàn)，以及測(cè)量裝置的研制與實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。相較于傳統(tǒng)傳輸線探頭測(cè)量法，該方法在測(cè)量帶寬、測(cè)量準(zhǔn)確度等方面具有突出優(yōu)勢(shì)，單個(gè)設(shè)備帶寬覆蓋范圍為2～18 GHz。在?17～0 dB反射率范圍內(nèi)，對(duì)厚度不超過(guò)1.5 mm的同一樣板，所提設(shè)備測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)弓形系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果偏差小于1.5 dB。所提設(shè)備適用于涂層、膠板、復(fù)材板等薄層吸波材料雷達(dá)反射率的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，能夠?yàn)榉蹢l件下涂層材料雷達(dá)吸波性能的跟蹤及損傷評(píng)估提供重要技術(shù)支撐。

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In-situ Measurement Technology of Radar Reflectivity of Microwave Absorbing Coatings

CHEN Xue-fei1, ZHANG Yun-peng2, LI Can-ping1, FENG Kai2, YUAN Tao1

(1. Chengdu Enchi Microwave Technology Co., Ltd., Chengdu 611731, China; 2. School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China)

The work aims to propose an in-situ measurement technology of radar reflectivity, which is based on the antenna near-field measurement, so as to meet the urgent requirements for in-situ measurement of radar reflectivity of microwave absorbing coatings under installation conditions. A miniaturized ultra-wideband antenna, a decoupling structure, and a shielding cover were designed, and an in-situ measurement probe was constructed. By integrating the probe with a microwave frequency scanning module and a data processing module, a handheld broadband radar reflectivity measuring instrument was developed. Through comparison and verification, the deviation of its measurement result from the arch system was less than 1.5 dB in the reflectivity range of ?17 to 0 dB and the frequency range of 2 to 18 GHz. The instrument is suitable for accurate measurement of radar reflectivity of coatings with a thickness of less than 1.5 mm.

microwave absorbing coating; radar reflectivity; near-field reflection; in-situ measurement

TM931

A

1001-3563(2023)09-0112-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.09.014

2023?03?20

國(guó)家自然科學(xué)基金（62201130）；中國(guó)博士后科學(xué)基金（2021M690540）

陳雪飛（1985—），男，碩士。

張?jiān)迄i（1990—），男，博士。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋