一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置，由寬帶連續導體同軸夾具、有機玻璃圓筒、端蓋和加固圓環，同軸夾具由各分為兩部分的內外導體通過螺紋連接，在內外導體之間通過聚四氟乙烯絕緣介質支撐體連接，在內導體、外導體和介質支撐體上打有微孔。使用時將圓環狀材料放置在同軸夾具內外導體形成的腔體內，然后再將同軸夾具放置在充有高壓絕緣氣體的密封有機玻璃圓筒內，可以避免材料表面由于強場照射而放電的現象，從而準確地判斷場敏感型電磁脈沖防護材料的相變特性。

【技術實現步驟摘要】
一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置
本技術涉及電磁兼容實驗
，尤其涉及一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置。
技術介紹
理想的場敏感型環境自適應電磁脈沖防護材料在低場強情況下為絕緣材料，對電磁波沒有屏蔽作用，當受到外部強電磁脈沖干擾或攻擊的時候，即外部電磁場突然顯著增加且超過某臨界場強的時候，由于材料特有的電化學和能量結構特征，能夠感知外部電磁環境的變化，可以在微納秒時間內發生絕緣/導電相變現象，電導率提升102～105數量級，使平時為絕緣體的材料迅速變為高導電的類金屬材料，對外來電磁波產生高反射和屏蔽，將強電磁脈沖能量阻擋在防護殼體之外，當外部干擾和攻擊強場消失以后，材料恢復到原始狀態，解決了電子裝備正常工作和強場防護之間的矛盾。而基于這種工作機理研制的電磁防護材料能不能在微納秒的時間內發生相變，不進行相應測試是無法獲知的，而這類電磁防護材料本身屬于新材料，如何測試其在強電磁脈沖下的絕緣體/導體相變性能還未有相關報道。材料在發生絕緣體到導體的相變過程中，其動態性能將直接反映在對電磁脈沖的屏蔽效能上。在相變之前，材料是絕緣體，幾乎對電磁脈沖不起任何屏蔽作用，電磁脈沖將順利通過屏蔽體；在相變之后，材料是導體，對電磁脈沖將起到很大的屏蔽作用。因此，預估場致相變材料在相變前后其電磁脈沖屏蔽效能將發生極大的變化。通過測試材料屏蔽效能，便可實現對材料是否存在相變現象的快速判斷和初步評價。在測試材料屏蔽效能的方法中，現有標準給出的窗口法、同軸法等材料屏蔽效能測試方法只能得到連續波條件下材料的頻域屏蔽效能，而對高功率電磁脈沖干擾效果的研究表明，僅憑屏蔽材料的頻域屏蔽效能還不能完全表征其對時域脈沖場的屏蔽效果。目前國內外的研究首先是通過時域脈沖在屏蔽前后的波形參數（上升沿、脈寬和峰值等）上的變化以及能量的變化來定義電磁脈沖時域屏蔽效能，然后通過直接或間接的手段獲得時域屏蔽效能的值。直接的手段包括：采用TEM喇叭天線等輻射式天線的方法、基于光纖傳輸系統的電磁脈沖模擬器的方法、采用TEM室或GTEM室的方法以及“試件法”等；間接的手段則主要是已知頻域屏蔽效能的值，通過最小相位法或者向量擬合法等進行波形重建的方法。以上的測試方法均有一個前提，即測試的材料在整個測試過程中并沒有發生相變，而且部分測量方法是在弱場或者連續波環境下進行，因此上述方法并不完全適用于場致相變材料的測試，需要進行改進設計。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置，通過使用該裝置對被測材料進行測試，解決現有測試系統不適合于場敏感型電磁防護材料相變性能測試的問題。為解決上述技術問題，本技術所采取的技術方案是：一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置，包括寬帶連續導體同軸夾具、有機玻璃圓筒、端蓋和加固圓環，所述有機玻璃圓筒兩端分別嵌裝端蓋，寬帶連續導體同軸夾具水平支撐于有機玻璃圓筒內、且貫穿端蓋的兩端分別借助于加固圓環固定，寬帶連續導體同軸夾具包括同軸安裝的內導體和外導體，內導體借助于聚四氟乙烯介質支撐體同軸支撐在外導體軸向通孔中，所述外導體包括對稱設置的外導體支撐段、外導體左連接段和外導體右連接段，外導體左連接段和外導體右連接段同軸螺紋連接，兩段外導體支撐段分別固定安裝在外導體左連接段左端和外導體右連接段右端，所述內導體包括軸向對接的內導體左連接段和內導體右連接段，內導體左連接段與外導體左連接段的內孔之間安裝聚四氟乙烯介質支撐體，內導體右連接段與外導體由連接段的內孔之間安裝聚四氟乙烯介質支撐體，內導體左連接段的左端和內導體右連接段的右端分別對接內導體連接段。所述外導體支撐段側壁上設有徑向通孔，所述有機玻璃圓筒兩端面上均設置用于安裝O形密封圈的第一環形溝槽，所述加固圓環的內端面上設有用于安裝O形密封圈的第二環形溝槽，加固圓環(1)與外導體支撐段穿出端蓋的一端螺紋連接。所述內導體外徑為5.65mm，外導體內孔直徑為13mm，寬帶連續導體同軸夾具末端使用N型同軸連接器與同軸線纜連接。外導體與內導體之間的聚四氟乙烯介質支撐體的支撐位置處同軸線的阻抗為50Ω，在支撐介質與空氣交界面上挖一個環形凹槽，形成小電感來補償不連續電容，環形凹槽的深度和寬度分別為0.46mm和3.42mm。采用上述技術方案所產生的有益效果在于：（1）同軸測試裝置為經過絕緣設計的新型同軸夾具，由可以充高壓絕緣氣體的密閉有機玻璃圓筒和置于其中的同軸夾具組成。該測試裝置頻域性能良好：上限頻率10.23GHz，在0~8GHz范圍內，回波損耗小于20dB，可以有效地傳輸電磁脈沖。同時，該測試裝置具有較大的動態范圍：脈沖源輸出脈沖峰值電壓為10V~4.1kV，經計算同軸裝置內部的電場強度范圍約為2kV/m~871kV/m。由于場敏感型電磁脈沖防護材料內部多摻雜金屬離子，在同軸夾具內受到強電磁脈沖時容易導致材料表面放電而影響材料相變性能的判斷，而新型同軸夾具內充有絕緣氣體，可以有效地避免這一現象，保證在大動態范圍內對材料在強電磁脈沖下的相變特性進行準確測量。（2）由該同軸測試裝置構成的測試系統可以方便地判斷材料相變現象，計算材料相變場強閾值和響應時間。材料在未相變之前是絕緣介質，在同軸夾具內不影響電磁脈沖的傳輸，所以在示波器上顯示的波形應與脈沖源輸出波形一致；材料在相變以后是具有一定電導率的導體，對電磁脈沖具有一定的屏蔽效能，因此在示波器上顯示的波形將會發生變化，根據變化時刻的輸入脈沖電壓峰值可以方便地計算得到材料相變場強閾值，而根據變化后的波形可以測量得到材料的響應時間。示波器高達20GHz的采樣率，可以分辨ps量級的上升沿，足以追蹤測量材料的相變響應時間。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步詳細的說明。圖1是本技術的結構示意圖；圖2是測試系統原理框圖；其中：1、加固圓環；2、端蓋；3、有機玻璃圓筒；4、外導體支撐段；5、內導體連接段；6、聚四氟乙烯介質支撐體；7、外導體左連接段；8、內導體左連接段；9、外導體右連接段；10、內導體右連接段；11、充氣孔；12、氣壓表安裝孔；13、第一環形溝槽；14、第二環形溝槽。具體實施方式下面結合附圖，對本技術中的技術方案進行具體描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本技術，但是本技術還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本技術內涵的情況下做類似推廣，因此本技術不受下面公開的具體實施例的限制。如圖1所示，本技術公開了一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置包括寬帶連續導體同軸夾具、有機玻璃圓筒3、端蓋2和加固圓環1，所述有機玻璃圓筒3兩端分別嵌裝端蓋2，寬帶連續導體同軸夾具水平支撐于有機玻璃圓筒內、且貫穿端蓋的兩端分別借助于加固圓環1固定，寬帶連續導體同軸夾具包括同軸安裝的內導體和外導體，內導體借助于聚四氟乙烯介質支撐體6同軸支撐在外導體軸向通孔中，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置，其特征在于：包括寬帶連續導體同軸夾具、有機玻璃圓筒（3）、端蓋（2）和加固圓環（1），所述有機玻璃圓筒（3）兩端分別嵌裝端蓋（2），寬帶連續導體同軸夾具水平支撐于有機玻璃圓筒內、且貫穿端蓋的兩端分別借助于加固圓環（1）固定，寬帶連續導體同軸夾具包括同軸安裝的內導體和外導體，內導體借助于聚四氟乙烯介質支撐體（6）同軸支撐在外導體軸向通孔中，所述外導體包括對稱設置的外導體支撐段（4）、外導體左連接段（7）和外導體右連接段（9），外導體左連接段（7）和外導體右連接段（9）同軸螺紋連接，兩段外導體支撐段（4）分別固定安裝在外導體左連接段（7）左端和外導體右連接段（9）右端，所述內導體包括軸向對接的內導體左連接段（8）和內導體右連接段（10），內導體左連接段（8）與外導體左連接段（7）的內孔之間安裝聚四氟乙烯介質支撐體（6），內導體右連接段（10）與外導體由連接段（9）的內孔之間安裝聚四氟乙烯介質支撐體（6），內導體左連接段(8)的左端和內導體右連接段（10）的右端分別對接內導體連接段（5）。

【技術特征摘要】
1.一種用于場敏感型電磁脈沖防護材料性能測試的同軸裝置，其特征在于：包括寬帶連續導體同軸夾具、有機玻璃圓筒（3）、端蓋（2）和加固圓環（1），所述有機玻璃圓筒（3）兩端分別嵌裝端蓋（2），寬帶連續導體同軸夾具水平支撐于有機玻璃圓筒內、且貫穿端蓋的兩端分別借助于加固圓環（1）固定，寬帶連續導體同軸夾具包括同軸安裝的內導體和外導體，內導體借助于聚四氟乙烯介質支撐體（6）同軸支撐在外導體軸向通孔中，所述外導體包括對稱設置的外導體支撐段（4）、外導體左連接段（7）和外導體右連接段（9），外導體左連接段（7）和外導體右連接段（9）同軸螺紋連接，兩段外導體支撐段（4）分別固定安裝在外導體左連接段（7）左端和外導體右連接段（9）右端，所述內導體包括軸向對接的內導體左連接段（8）和內導體右連接段（10），內導體左連接段（8）與外導體左連接段（7）的內孔之間安裝聚四氟乙烯介質支撐體（6），內導體右連接段（10）與外導體由連接段（9）的內孔之間安裝聚四氟乙烯介質支撐體（6），...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王赟，趙敏，王慶國，范麗思，王妍，曲兆明，成偉，張希軍，白麗云，
申請(專利權)人：中國人民解放軍軍械工程學院，
類型：新型
國別省市：河北,13