一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法。本发明专利技术首先将标准增益喇叭指向天顶方向，喇叭口放置微波吸波材料制作的常温负载，用频谱分析仪测量系统输出的归一化噪声功率的大小；然后将标准增益喇叭水平放置在金属反射器内，喇叭口前方依次放置与水平方向成45

【技术实现步骤摘要】
一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法


[0001]本专利技术涉及毫米波反射面天线领域，特别是指一种适用于毫米波反射面样品反射损耗的测量方法。

技术介绍

[0002]随着天线技术的发展，毫米波反射面天线在卫星通信、射电天文和深空探测等领域获得了广泛地应用。天线反射面的反射损耗不仅降低了反射面天线的效率，而且引起系统噪声温度的增加，降低了系统灵敏度。在微波频段，天线反射面的反射损耗通常很小，可忽略不计。但在毫米波和亚毫米波频段，天线反射面金属合金及其涂层引起的反射损耗对低噪声应用系统的灵敏度以及天线效率都有很大影响，天线反射面的反射损耗是不可忽略的。另外，近年来碳纤维反射面天线获得了广泛地应用，碳纤维反射面的金属涂层不好，轻微各向异性会影响电反射率。在毫米波范围，良好导电金属的表层可能高于或低于通常类型的机械、电镀或其他表面涂层精整的粗糙度实际值。因此，碳纤维反射面的反射损耗测量同样非常重要。传统反射面样品的反射损耗采用功率比法进行测量，即通过测量反射面样品的入射功率和反射功率之比，确定待测样品的反射损耗；或者通过测量标准金属样板与待测样品的反射功率之比，确定待测样品的反射损耗。采用传统的功率比法测量毫米波反射面样品的反射损耗存在以下局限性：
[0003]1、传统的功率比法测量反射面样品损耗，对测试系统定位精度要求很高，发射天线、接收天线和待测样品位置关系直接影响测量精度，因此系统建立很复杂；
[0004]2、反射面样品的反射损耗通常很小，精确测量是很困难的。采用传统功率比法通过功率测量来确定反射面样品的反射损耗，测量误差很大；
[0005]3、采用传统的功率比法测量毫米波反射面样品的反射损耗，由于发射天线和接收天线离得很近，则发射天线和接收天线之间的信号耦合直接影响反射面样品的反射损耗测量精度。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提出一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法。该方法可测量毫米波反射面样品的反射损耗，测量精度高，测量重复性好。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法，包括以下步骤：
[0009](1)首先，将标准增益喇叭指向天顶方向，喇叭口放置常温负载，用频谱分析仪测量系统输出的归一化噪声功率N0，单位为dBm/Hz；
[0010]然后，将标准增益喇叭水平放置在金属反射器内，在喇叭口前方分别放置与水平方向成45
°
角的金属样板、待测毫米波反射面样品、吸波材料屏，用频谱分析仪测量放置不同物品时系统输出的相应的归一化噪声功率N
S
、N
X
、N
P
；
[0011](2)利用下式计算待测样品的反射损耗：
[0012][0013]式中：
[0014]RL—待测毫米波反射面样品的反射损耗，单位为dB；
[0015]N0—标准增益喇叭口置常温负载时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；
[0016]N
S
—标准增益喇叭前方置金属样板时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；
[0017]N
X
—标准增益喇叭前方置待测样品时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；
[0018]N
P
—标准增益喇叭前方置吸波材料屏时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；
[0019]完成毫米波反射面样品反射损耗的测量。
[0020]进一步地，步骤1的具体方式为：
[0021]建立测试系统，将标准增益喇叭朝天，指向天顶方向，在喇叭口放置常温负载，常温负载的辐射噪声由标准增益喇叭接收，经低噪声放大器放大至频谱分析仪，用频谱分析仪的噪声测量功能，测量系统输出的归一化噪声功率的大小，用N0表示；
[0022]然后，将标准增益喇叭水平安装在金属反射器内，在喇叭口前方分别放置与水平方向成45
°
角的金属样板、待测毫米波反射面样品、吸波材料屏，天空噪声经相应物品的反射，由系统标准增益喇叭接收，经低噪声放大器放大至频谱分析仪，用频谱分析仪的噪声测量功能，测量出系统输出的归一化噪声功率的大小，分别用N
S
、N
X
和N
P
表示。
[0023]进一步地，所述的常温负载为微波吸波材料制作的，其尺寸大于标准增益喇叭的口面尺寸。
[0024]进一步地，所述的金属反射器的尺寸足够大，确保标准增益喇叭和待测毫米波反射面样品能够安装在金属反射器内。
[0025]进一步地，所述的金属样板、待测毫米波反射面样品和吸波材料屏的尺寸均相同，对标准增益喇叭的张角大于或等于标准增益喇叭的10dB波束宽度。
[0026]进一步地，系统输出归一化噪声功率的测量在晴天条件下进行。
[0027]本专利技术与
技术介绍
相比具有如下优点：
[0028]1、该方法可测量毫米波反射面样品的反射损耗，测量精度高，测量重复性好。
[0029]2、本专利技术具有较好的推广和应用价值。
附图说明
[0030]图1为常温负载测量装置图。
[0031]图2为金属样板测量装置图。
[0032]图3为待测样品测量装置图。
[0033]图4为吸波材料屏测量装置图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。
[0035]一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法，其测试系统如图1～4所示，由标准增益喇叭、常温负载、金属样板、待测样品、吸波材料屏、低噪声放大器、射频测试电缆和频谱分析仪组成。测试中，首先将标准增益喇叭指向天顶方向，喇叭口放置微波吸波材料制作的常温负载，用频谱分析仪测量系统输出的归一化噪声功率的大小；然后将标准增益喇叭水平放置在金属反射器内，喇叭口前方依次放置与水平方向成45
°
角的金属样板、待测样品和吸波材料屏，用频谱分析仪分别测量系统输出的归一化噪声功率的大小；最后，由测量的归一化噪声功率，计算毫米波反射面样品的反射损耗。
[0036]具体实施例中，待测样品的工作频率40GHz～50GHz，标准增益喇叭输入波导型号BJ
‑
500，标准增益喇叭的增益为20dBi。待测样品尺寸为30cm
×
30cm，测试频率为45GHz。毫米波反射面样品反射损耗测量步骤如下：
[0037]第1步：归一化噪声功率测量。如图1所示，首先将标准增益喇叭指向天顶方向，喇叭口放置常温负载，用频谱分析仪测量系统输出的归一化噪声功率，用N0[dBm/Hz]表示；然后，如图2～4所示，将标准增益喇叭水平放置在金属反射器内，喇叭口前方依次放置与水平方向成45
°
角的金属样板、待测样品和吸波材料屏，用频谱分析仪分别测量出系统输出的归一化噪声功率，分别用N
S...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先，将标准增益喇叭指向天顶方向，喇叭口放置常温负载，用频谱分析仪测量系统输出的归一化噪声功率N0，单位为dBm/Hz；然后，将标准增益喇叭水平放置在金属反射器内，在喇叭口前方分别放置与水平方向成45
°
角的金属样板、待测毫米波反射面样品、吸波材料屏，用频谱分析仪测量放置不同物品时系统输出的相应的归一化噪声功率N
S
、N
X
、N
P
；(2)利用下式计算待测样品的反射损耗：式中：RL—待测毫米波反射面样品的反射损耗，单位为dB；N0—标准增益喇叭口置常温负载时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；N
S
—标准增益喇叭前方置金属样板时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；N
X
—标准增益喇叭前方置待测样品时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；N
P
—标准增益喇叭前方置吸波材料屏时系统输出的归一化噪声功率，单位为dBm/Hz；完成毫米波反射面样品反射损耗的测量。2.根据权利要求1所述的一种测量毫米波反射面样品反射损耗的方法，其特征在于，步骤1的具体方式为：建立测试系统，将标准增益喇叭朝天，指向天顶方向，在喇叭口放置常温负载，常温负...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦顺友，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：