[发明专利]一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置及方法

权利要求书

1.一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置，其特征在于，包括：

第一模块(1)，用于产生目标等离子体，所述目标等离子体用于动态烧蚀待测试的热透波材料；

第二模块(2)，包括时域脉冲源(21)、与所述时域脉冲源(21)连接的发射天线(22)、接收天线(23)以及与所述接收天线(23)连接的接收单元(24)；所述时域脉冲源(21)用于以预设频率激励所述发射天线(22)向所述热透波材料发射预设波段的脉冲电磁信号，所述接收天线(23)用于接收所述热透波材料产生的散射信号，所述接收单元(24)用于以所述预设频率对所述散射信号进行采样以获得所述热透波材料的回波信号；所述预设波段的脉冲电磁信号的带宽范围为2～28GHZ；

第三模块(3)，与所述第一模块(1)和所述第二模块(2)连接，所述第三模块(3)用于控制所述第一模块(1)和所述第二模块(2)，并处理所述热透波材料的回波信号以及根据处理结果获得所述热透波材料的动态烧蚀电性能；

所述时域脉冲源(21)的主波束为高斯脉冲，脉冲宽度小于0.1ns，脉冲最大幅值大于20V；

所述第一模块(1)包括加热设备和喷管；所述加热设备包括电弧风洞、电弧加热器和高频等离子体风洞中的一种，所述加热设备用于加热工质气体以产生第一等离子体；所述喷管用于对所述第一等离子体进行加速，获得所述目标等离子体，并将所述目标等离子体喷射到所述热透波材料的表面；

所述加热设备在加热所述工质气体的过程中按照预设的变参数轨迹运行，所述变参数轨迹是根据待模拟飞行器的飞行轨迹确定的；所述加热设备采用轨道模拟试验技术，对待模拟飞行器的某一典型部位在飞行过程中的气动参数进行地面试验模拟，按照飞行器随飞行时间而变化的气动热环境，利用台阶式的变化的参数进行热环境模拟，所述气动参数包括表面热流密度、焓值、压力和气动剪切力。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热透波材料远离所述等离子体的一侧设置有金属反射板。

3.一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-2任一项所述的测试装置，所述方法包括：

利用所述第一模块(1)加热工质气体以产生目标等离子体，并将所述目标等离子体喷射到所述热透波材料的表面对其进行动态烧蚀；

利用所述时域脉冲源(21)以预设频率激励所述发射天线(22)向所述热透波材料发射预设波段的脉冲电磁信号；

利用所述接收天线(23)接收所述热透波材料产生的散射信号；

利用所述接收单元(24)以所述预设频率对所述散射信号进行采样，以获得所述热透波材料的回波信号；

利用所述第三模块(3)对所述回波信号进行处理，并根据处理结果获得所述热透波材料动态烧蚀电性能。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述接收单元(24)以所述预设频率对所述散射信号进行采样之前，还包括：

对所述散射信号进行放大和滤波。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述第三模块(3)对所述回波信号进行处理，并根据处理结果获得所述热透波材料动态烧蚀电性能，包括：

利用背景对消法去除所述回波信号的背景噪声，获得目标回波信号；

对所述目标回波信号进行误差修正，以获得所述热透波材料的反射系数和信号时延；

根据所述反射系数和所述信号时延，利用特征提取法获得所述热透波材料的动态烧蚀电性能。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用背景对消法去除所述回波信号的背景噪声，获得目标回波信号，包括：

利用小波变换和离散傅里叶变换，获得所述回波信号在目标频率范围内的频谱；

利用时间窗法对所述频谱进行处理，获得目标回波信号。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在获得所述热透波材料的动态烧蚀电性能之后，还可以根据所述热透波材料的动态烧蚀电性能反演出所述透波材料的厚度变化。