[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

说明书

本发明实施例提供了一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置及方法。装置包括：第一模块，用于产生目标等离子体，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，包括时域脉冲源、与时域脉冲源连接的发射天线、接收天线以及与接收天线连接的接收单元；时域脉冲源用于以预设频率激励发射天线向热透波材料发射预设波段的脉冲电磁信号，接收天线用于接收热透波材料产生的散射信号，接收单元用于以预设频率对散射信号进行采样以获得热透波材料的回波信号；第三模块，用于控制第一模块和第二模块，并处理热透波材料的回波信号以及根据处理结果获得热透波材料的动态烧蚀电性能。该装置能够获得热透波材料在动态烧蚀过程中的电性能。

技术领域

本发明实施例涉及材料技术领域，特别涉及一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置及方法。

背景技术

随着科技的发展，热透波材料被广泛应用于飞行器天线窗。飞行器在飞行过程中，天线窗的表面温度迅速达到1000K～3000K或更高，窗体自外至内形成明显的温度梯度，天线窗材料表面高温区将经历相变、分解或者气化，尤其当天线窗烧蚀后，其厚度、形貌和介电参数发生变化，导致天线窗的透波特性发生改变。天线窗透波性能的改变会造成信号衰减，使雷达作用距离缩短，天线方向图发生畸变，瞄准精度下降，甚至发生测控信号的中断或脱靶。因此，测试高超声速飞行器天线罩在烧蚀状态下的电性能已经成为一个急需解决的重要问题。

现有技术中，通常采用矢量网络分析仪和标准增益天线组成的电磁波传输测试系统，通过电磁扫描获得特定频率的电磁波经过等离子体和高温天线窗之后的衰减、相移；或者发射调制信号，测量调制信号经过等离子体和高温天线窗之后的误码率等性能。但是，这两种方法均为单点扫频测试系统，不能获得热透波材料在动态烧蚀过程中的电性能。

因此，目前亟待需要一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置及方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置及方法，能够获得热透波材料在动态烧蚀过程中的电性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试装置，包括：

第一模块，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，包括时域脉冲源、与所述时域脉冲源连接的发射天线、接收天线以及与所述接收天线连接的接收单元；所述时域脉冲源用于以预设频率激励所述发射天线向所述热透波材料发射预设波段的脉冲电磁信号，所述接收天线用于接收所述热透波材料产生的散射信号，所述接收单元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；

第三模块，与所述第一模块和所述第二模块连接，所述第三模块用于控制所述第一模块和所述第二模块，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。

在一种可能的设计中，所述时域脉冲源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。

在一种可能的设计中，所述第一模块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。

在一种可能的设计中，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。

在一种可能的设计中，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。

第二方面，本发明实施例还提供了一种热透波材料动态烧蚀电性能的测试方法，应用于上述任一种设计中的测试装置，所述方法包括：