微波暗箱反射率電平分析與測量 1

1 概述

無線電工程師極力尋求一個(gè)無線電引信輻射的電磁波，它可以自由地向四面八方輻射而沒有任何反射干擾，換句話說，就是極力尋求一個(gè)在實(shí)驗(yàn)室條件下，能夠提供一個(gè)為無線電引信工作的自由空間。

無回波吸收室用途是相當(dāng)廣泛的，幾乎所有的無線電參數(shù)的測試工作都可在無回波吸收室內(nèi)進(jìn)行，比如天線特性測試、雷達(dá)截面測試、整機(jī)系統(tǒng)靈敏度測試等各種各樣的模擬試驗(yàn)，各種飛機(jī)、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星上的無線電設(shè)備也都可以在無回波吸收室內(nèi)進(jìn)行綜合試驗(yàn)。

2 吸收材料的性能分析

無回波吸收材料，顧名思義，就是用來吸收電磁波能量的，像黑色顏料吸收光線一樣。在通常情況下，要產(chǎn)生明顯的吸收作用，吸收體至少需要有1/4波長的厚度。

吸收體的吸收性能可以這樣理解，當(dāng)一個(gè)電磁波碰到某物體表面時(shí)，電磁波的一部分能量要被反射回去，一部分能量要穿過邊界傳到第二媒介里，這些進(jìn)入物質(zhì)表面的電磁波通過各種途徑穿透媒介并在物質(zhì)表面的另一邊變成輻射能，電磁波的強(qiáng)度變?nèi)趿?；而沒有穿透過去的那部分電磁波能量就被吸收了。因此要達(dá)到理想吸收電磁波，首先，吸收材料應(yīng)能盡量使入射到材料表面的電磁波透入，即進(jìn)入到吸收材料里邊去，使電磁波反射達(dá)到最小。其次，若使電磁波全部進(jìn)入吸收材料內(nèi)，要求電磁波入射線要垂直吸收材料的表面。再次，透入到吸收材料里的電磁波能量應(yīng)能有效地把入射的電磁能量全部吸收。由此可見，暗室的性能（如反射率電平的大小）關(guān)鍵取決于所使用的吸收材料，通常所使用的吸收材料為角錐狀，其形狀如圖（1）：

如果采用角錐型吸收材料，則電磁波無論是以何種極化（平行極化或垂直極化）入射到吸收材料上，總是有兩個(gè)面處于平行極化的斜入射狀態(tài)，另外兩個(gè)面則處于垂直極化狀態(tài)。在斜入射狀態(tài)情況下，垂直極化的界面反射一般都比平行極化大。

在兩種極化都存在的情況下，總體的反射系數(shù)在僅有平行極化與垂直極化的反射系數(shù)之間，并且比較接近于垂直極化。

電磁波在界面上的反射，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)［1］，在斜入射情況下，其特性阻抗為：

其中θi為入射角，θt為波在介質(zhì)中的折射角，η是受射介質(zhì)的特性阻抗，η0是空氣特性阻抗。一般情況下空氣特性阻抗為入射介質(zhì)的特性阻抗。

兩種極化的電磁波在不同入射角的界面反射系數(shù)如圖（2）所示，假定吸收材料。

由此可見，垂直極化波的界面反射系數(shù)總是隨入射角的增加而增大。而平行極化波的界面反射系數(shù)卻是先隨入射角的增加而減小，并且可較垂直入射時(shí)小得多。然后再隨入射角的增大而增大。除了小入射角和接近于 90

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