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了解微波暗室,这几个技术指标需要掌握!

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第2493期


微波暗室参数


微波暗室的电性能指标主要由静区的特征来表征。静区的特性又以静区的大小、静区内的最大反射电平、交叉极化度、场均匀性、路径损耗、固有雷达截面、工作频率范围等指标来描述。

影响微波暗室性能指标的因素是多元化的,也是很复杂的。在利用光线发射法和能量物理法对暗室性能进行仿真计算时,需要考虑电波的传输去耦,极化去耦,标准天线的方向图因素,吸波材料本身的垂直入射性能和斜入射性能,多次反射等影响。但在实际的工程设计过程中,往往以吸波材料的性能作为暗室性能的关键决定因素。

1)交叉极化度:由于暗室结构的不严格对称、吸波材料对各种极化波吸收的不一致性以及暗室测试系统等因素使电波在暗室传播过程中产生极化不纯的现象。如果待测试天线与发射天线的极化面正交和平行时,所测试场强之比小于-25dB,就认为交叉极化度满足要求。

2)多路径损耗:路径损耗不均匀会使电磁波的极化面旋转,如果以来波方向旋转待测试天线,接收信号的起伏不超过±0.25dB,就可忽略多路径损耗。

3)场均匀性:在暗室静区,沿轴移动待测试天线,要求起伏不超±2dB;在静区的截面上,横向和上下移动待测天线,要求接收信号起伏不超过±0.25dB。


天线测量的误差


1)有限测试距离所引起的误差。设待测的是平面天线,接收的来波沿其主波束的轴向。若测试距离大小,由待测天线之不同部位所接受的场不能相同,因此具有平方根律相位差。若待测天线恰位于源天线远场区的边界2D2/λ,其口径边缘与相位中心的场存在22.5度的相位差.若测试距离加倍,在相位差减半。对于测量中等旁瓣电平的天线,距离2D2/λ通常已经足够,测出的增益约偏小0.06dB。测试距离缩短会使测量误差迅速增大,旁瓣会与主波束合并成肩台式,甚至合为一体通常0.25dB的锥销使测出的增益降低约为0.1dB,并造成近旁瓣的些许误差。


2)反射。直射波受从周围物体反射的干涉,在测试区域形成场的变化,由于该波波程差作为位置的函数而迅速变化,使起伏的长度属于波长的数量级。例如比直射波低20dB的反射波,可引起-0.92~+0.83dB的功率误差,具体取决于两种之间的差异;相位测量的误差范围为±5.7°,但若反射波的场比直射波低40dB,则侧出的幅度与相位分别仅有±0.09与±0.6°的误差。反射在低旁瓣的测量中 特别有害。一项很小的反射通过主瓣耦合到待测天线,可以完全掩盖住耦合到旁瓣的直射波。如果相耦合的直射和反射波强度相等,则测出的旁瓣电平会抬高6dB左右,或者在测得的波瓣图中成为零点。


3)其他误差。

还可能导致天线测量产生误差的因素有:低频时与电抗近场的耦合可能比较显著;测量天线的对准误差;其他干扰信号;测试电缆所引起的误差等。



来源:电磁兼容之家
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首次发布时间:2024-12-13
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中国电磁弹射之父马伟明:不拼命,那国家要我们这些院士干什么!

第2461期2015年2月20日,此时正值大年初二,全国人民都沉浸在春节的欢乐气氛中。一位科研专家像往常那样来到办公室,工作到深夜,这个科研专家叫做马伟明,他被称为“中国电磁弹射之父”。外国媒体曾经这样评价马伟明:钱学森一人可顶5个师,他一人可抵10个师。马伟明不爱钱不爱权,一心扑在专业领域。这位中国工程科学院院士的口头禅是“强国强军的成果是拼出来的”“不拼命,国家要我们这些院士做什么?”今天咱们就来聊一聊他的故事。从小身体不好被称为药罐子,家中贫困高中辍学1960年,马伟明出生在江苏。从小他的身体就不好,经常生病,家里一天到晚都充斥着各种中西药的味道。那个大家都不富裕,家里又有这么一个身体不好的儿子,马伟明的父母却从来没有抱怨过,仍然用心的照顾儿子。虽然儿子身体不好,无法像同龄的男孩一样快乐的奔跑玩耍,但是马家夫妻唯一感到安慰的就是马伟明从小学习成绩就很好。从上小学开始,他的成绩几乎不用父母操心,老师在课堂上讲的东西很快就会领悟,作业又认真又细心,每次考试在班里都名列前茅。除了完成老师布置的作业之外,马伟明最爱好就是读各种各样的课外书。父母发现儿子对于各种科技类的书籍和生物书籍非常感兴趣,小学毕业后,马伟明以优异的成绩考入初中。当时9年义务教育还没有普及,普通家庭想要供养一个初中生非常吃力,更不用说像马家夫妻这样还要给儿子治病的家庭。好不容易咬牙将马伟明供到初中毕业,家中实在是承担不了他读高中的费用。懂事的马伟明应父亲的要求主动退学,对未来十分迷茫的他也不知道去干什么。70年代,收音机已经成为家家必备的电器。作为一个业余的科技爱好者,马伟明想到了一条出路,去学习无线电修理。如果没有意外,他以后可能会开个修理店专门维修收音机,到了年纪再说个媳妇,老婆孩子热炕头。关键时刻一个贵人出现了,这个人是马伟明中学时的数学老师。老师认为马伟明在数学,物理方面很有天赋,以后是个值得培养的好苗子。得知对方退学的消息,数学老师主动登门拜访,劝说马父改变想法让儿子继续读书。经过老师的一番教育,马伟明的父亲也终于认识到知识的重要性。他勒紧裤腰带将儿子送回了高中,这次学习机会来之不易,马伟明非常的珍惜。高中毕业后,他以优异的成绩考入海军工程大学。未来的工程院院士并不知道他的命运又到了岔路口。海军工程大学由放军海军主管,是一所全国类重点军事院校。到今天这所大学依然管吃管住,每个月还发钱毕业包分配。当时马伟明对于这所学校并不满意,他觉得军校管理太严格,自己的性格恐怕不适应。考虑到自己的家庭条件,就读普通的大学不仅要面对高额的学费,生活费也是一笔巨大的开销,最后马伟明只能收拾行囊去了武汉。这个决定不仅改变了他的一生,改变了中国的国运。寒门学子成为科研大佬,花费十年攻克世界难题马伟明来到军校之后遇到了自己的导师,也是他人生中最重要的一位贵人,这个人叫张盖凡。可能普通人没听说过这个名字,他可是我国电机科研领域的创始人和开拓者。张盖凡教授对这位勤奋好学又天赋异禀的学生非常赏识,想培养马伟明。然而这个品学兼优的学生来到大学之后,由于各种不适应产生了厌学的情绪,一度想退学回家。张盖凡得知学生的心理变化十分着急,多次与马伟明谈心,做思想工作。在学业上也给他指明了方向,还鼓励对方考研究生。经过了一段时间的磨合,马伟明逐渐适应了大学生活,全心投入到专业学习中。他在张盖凡教授的鼓励下考取了研究生,拿到硕士学位后又攻读了博士学位。马伟明在上大学期间,经历了中国的改革开放,也见证了西方先进国家对中国的打压围堵。当时中国海军装备很落后,核心技术几乎全部掌握在西方国家手中。这些国家对中国实行技术封锁,我们想要进口产品又漫天要价。意气风发的马伟明看到这一幕之后,下定决心要用自己的知识为祖国做贡献。那个年代绝大多数人都没有国产化这个概念,希望与西方国家合作以市场换技术。从消费领域到高科技领域几乎都是如此,但马伟明很早就认识到只有核心技术国产化才能不受制于人,否则我们永远只能拴在别人的裤腰带上过日子。马伟明经过研究发现,现代的船舰无论是民用还是军用的都需要有一颗好的心脏。这个“心脏”指的就是船舶的动力系统,它既影响船舶的使用寿命,也关乎船舶使用。一旦心脏出了问题,其他的零件再好,这个船也废了。很长一段时间,中国海军舰艇的动力系统和关键的零部件都是依赖进口。当时的中国远远没有现在强大,对西方大国构不成威胁,只要拿钱就能买到这些零部件。今天看来,如果当时没有马伟明和其他科研人员的先见之明,我国潜艇电机设备很可能要被发达国家卡脖子。即便是拿钱买,也挡不住对方漫天要价,无论是从经济角度还是从安全角度来说,国产化是必经之路。舰艇发动机有一个公认的难题就是要解决固有振荡,全世界的电机领域专家都认为好人类在几十年内都没有办法解决这个问题。赶上当时我国海军研制新型常规潜艇,部队领导计划从国外购买十二相整流发电机系统。这种电机代表了当时世界上最先进的技术,但是马伟明带着几位科研助手去验货的时候却发现,从国外进口的电机系统存在着严重的“固有震荡”。简单来说就好像一个人出生就有先天性的心脏病,平时看不出来,若遇到震荡,达到一定程度“心脏”就会罢 工,高价买回来的动力系统就成为了废铁。中国用进口系统做出来的潜艇被西方媒体大肆嘲讽为“海底拖拉机”,为了解决这个问题,马伟明提出用一台发电机同时发出交流、直流两种电,其他国家认为中国这简直是在做梦。经过10年的研究,这个难题被马伟明团队攻克了。拒绝美国高薪诱惑,下血本培养专业人才马伟明做实验的条件极为艰苦,绝大多数人都不相信连全世界专家都束手无策的问题,这个年轻的科研人员可以解决。只有张盖凡教授相信自己的学生,占住了对方一部分钱,这才搭起了一个仅有20平方的简陋实验室。经过近10年夜研究,马伟明带领团队成员研制出了世界上首台交直流双绕组发电系统,拿到了国家发明专利。1999年,马伟明获得国家杰出专项技术人才奖,2001年,只有41岁的他当选中国工程院院士。2002年,该电机工程相继通过了专家们的鉴定正式投产,成为了海军不可或缺的装备。2006年,马伟明教授获得当代发明家称号和国家发明创业特等奖。2010年,科技部授予这种电机为“国家科技进步一等奖”。很快美国就得知这一消息,他们觉得马伟明是继钱学森之后又一个罕见的人才,便偷偷联系对方,开出巨额薪水想要挖中国的墙角。毫无意外美国人吃了闭门羹,不过他们并没有死心,一次次派出说客,开出的报酬越来越高。面对金钱诱惑,马伟明丝毫不动心。拿到国家级别的科技成果后,马伟明并没有躺在功劳簿上止步不前。已经成为教授的他放出豪言壮语:为什么要等外国人做成了,我们才开始跟着做?要做就做最前沿的东西。靠着远大的志向,马伟明带领自己的团队将研发成果助力在电磁炮上。电磁炮都被称为高能武器,实际作战的时候,这种武器的性能远远超过传统武器。美国很早就投入大量财力物力研发电磁炮,但这种设备是“电老虎”。一般军舰的电力系统根本无法负荷巨大的用电量,只有提高技术,解决电力瓶颈,才能让这种高能武器运用在海战中。马明伟教授研究出的“中压直流综合电力系统”为海军发展带来了很大的突破,中国第三艘航空 母舰“福建舰”能够拥有电磁弹射系统也得益于此。该研究成果让我国在相关领域遥遥领先,马教授在接受记者采访的时候更是公开表示,要领先就领先美国。马伟明成长的那个时代,是外国货和外国技术的天下,这种风气影响了科研界,有些专家都认为只要是进口的东西就是比国产的好。就是在这种大环境中,马伟明教授却告诫团队成员:不要崇洋媚 外,要尊重科学。或许是源于自己的经历,这位院士很早就意识到培养人才的重要性。实验室需要的设备无论是几十万,上百万甚至数千万,他都毫不犹豫的购置,有时候资金不够,就是借钱也要将这些设备买回来。马伟明对自己很抠门,出差的时候能坐火车坚决不坐飞机,能坐硬卧就不坐软卧。只有在携带涉密资料或者是机密文件的时候,他才会选择私密性更好的软卧,遇到急事才会选择飞机,还是经济舱。院士团队中有一个来自中科院物理研究所的研究生赵治华,马伟明院士认为这是一个人才,给他了1000万的科研经费。来到团队的三年中,赵治华没有任何研究成果,他的能力也备受外界质疑。关键时刻是马伟明站出来力挺这位物理天才,直到第4年赵治华才在期刊上发表了一篇论文,研究成果引起了国内外的轰动。现如今,他已经成为电磁兼容研究方向的首席专家……这样的例子在马伟明教授身上数不胜数。新中国成立70多年,从当年的一穷二白到现在在许多领域弯道超车,甚至遥遥领先于欧美国家,靠的就是像钱学森、马伟明这些国之脊梁。他们用自己的知识建设着这个国家,让中华民族变得更加强大,对于此事你有什么不同的看法呢?来源:电磁兼容之家

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