[发明专利]超材料低频插损测试方法及装置

说明书

本发明公开了一种超材料低频插损测试方法及装置，该方法包括以下步骤：利用天线发出低频电磁信号，测量目标点处天线发出的远场场强分布；将超材料置于天线与目标点之间，再次测量目标点处天线发出的远场场强分布；将同一天线频率，同一目标点处，有无超材料两种情况下的场强数据做差，得到相对场强变化，即为插损。本发明通过测量电磁波分别在有无超材料阻挡的情况下，一定距离后的远场分布，进而测量超材料的插入损耗，实现了低成本的超材料低频插入损耗的精确测量。

技术领域

本发明属于超材料性能指标测试领域，具体涉及一种超材料低频插损测试方法及装置。

背景技术

应用于雷达等通讯天线的隐身天线罩必须具有以下特性：在工作频带内，允许电磁波良好透过，而在工作频带外，对入射敌方雷达波进行高吸收率的宽带吸波。图2为理想的吸波/透波一体材料的反射与传输系数示意图。

超材料作为一类具有特殊性质的人造材料，其可以让电磁波改变通常性质，因此在高接收率天线、雷达反射罩等方面具有广泛的应用前景。

但目前超材料的加工面积有限且价格昂贵，同时低频电磁波的波长较长，导致其绕射能力强。故如果直接使用天线发射和接收的方法，在实验室环境下，无法有效避免绕射对精确测量插入损耗技术指标的影响。

通常用于超材料插损的测试方法为使用透镜聚焦天线发出的电磁波，然后在直通的情况下，进行归一化；再在加上超材料的情况下，测量发射与接收电磁波的损耗，从而测量插入损耗。此种方法可以适用于大部分场景，比如：频率较高的电磁波，在经过透镜聚焦后，绕射等损耗相对忽略不计。而对于频率较低的电磁波，比如L波段、S波段电磁波，由于波长变大，而实验室测试距离有限，绕射等情况产生的电磁波损耗无法忽略不计。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种超材料低频插损测试方法及装置，解决超材料受绕射影响而无法精确测量低频电磁波插入损耗的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种超材料低频插损测试方法，包括以下步骤：

利用天线发出低频电磁信号，测量目标点处天线发出的远场场强分布；

将超材料置于天线与目标点之间，再次测量目标点处天线发出的远场场强分布；

将同一天线频率，同一目标点处，有无超材料两种情况下的场强数据做差，得到相对场强变化，即为插损。

进一步，利用扫描架得到每个扫描位置的相对场强变化，将得到的一组相对场强变化值使用积分平均法，得到某一频率下的场强变化平均值，作为最终插损。

进一步，得到不同频率下的相对场强变化，作出曲线，得到相应的插损曲线。

进一步，低频范围为900MHz-3GHz。

进一步，将信号发生器与发射天线相连，利用信号发生器设定发射天线发出的信号频率。

进一步，将频谱分析仪与扫描架相连，获取远场场强分布。

本发明还提供一种用于实现上述的超材料低频插损测试方法的超材料低频插损测试装置，包括发射天线、信号发生器、扫描架、频谱分析仪；信号发生器与发射天线相连，用于设定发射天线发出的信号频率；扫描架与频谱分析仪相连，用于测量目标点处天线发出的远场场强分布。

进一步，该装置还包括移动支架，用于固定和移动发射天线。

进一步，该装置还包括无磁架，用于固定待测超材料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明通过测量电磁波分别在有无超材料阻挡的情况下，一定距离后的远场分布，进而测量超材料的插入损耗，实现了低成本的超材料低频插入损耗的精确测量。

附图说明