一种自由空间波法测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种自由空间波法测量土壤、湖水和植被介电常数的简易装置。

背景技术：

自由空间波法是在频域内测量物质介电常数的一种方法。自由空间波法具有开放式大面积和宏观的特点，此种方法既可以将待测物移至实验室内进行，也可以将测量仪器拿到被测物所在的位置进行不接触测量。通常，在实验室内进行自由空间波法测量的装置非常复杂，它包括信号分析仪、天线支架及伺服系统、测试控制系统、四频段喇叭天线、样品实验台和防止周围环境干扰的吸波材料。显然，将这一复杂的测试系统进行室内拆解、搬运、再进行野外安装和调试，进而进行野外陆地表面目标的原位测量，将存在实验成本高和测量周期长的问题，不利于对被测目标短期物理和化学性质的认识。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有实验室内自由空间波法测量装置野外应用存在的实验成本高和测量周期长的问题，而提供一种自由空间波法测量装置。

本实用新型自由空间波法测量装置包括发射天线或接收天线、固定螺杆、极化转换盘、极化转换轴套、U形支架、极化转换支座、连接座、快装板、三脚架和电缆，发射天线或接收天线通过多个固定螺杆固定在极化转换盘的盘面上，发射天线或接收天线上连接有电缆，在极化转换盘的盘周上均匀开有四个极化定位孔；

所述的U形支架由极化转换轴、第一直角弯头、垂直杆、第二直角弯头和水平杆依次螺纹连接形成侧向开口U形框架，极化转换轴套套装在极化转换轴上，极化转换轴套通过螺钉与极化转换盘相连，极化转换轴穿过极化转换盘圆心处的轴孔与极化转换盘转动连接；

所述的极化转换支座是由支座体和转换盘衔口形成一体结构，转换盘衔口位于支座体的顶部，在转换盘衔口的外壁上开有极化定位槽，支座体套装在水平杆上并通过沿水平杆径向设置的紧定螺钉紧定位置，在转换盘衔口内安装有两个并列的滑轮，极化转换盘的周向边沿置于转换盘衔口内并与滑轮接触，极化固定插销插入极化定位槽和极化转换盘上的极化定位孔内以固定极化转换盘的极化位置；

U形支架的水平杆固定在连接座表面，连接座通过螺钉与快装板连接，快装板与三脚架的云台之间采用轨道快装连接。

本实用新型自由空间波法需要发射装置和接收装置，发射天线和接收天线分别放置在测量装置上，发射装置和接收装置相对设置。

本实用新型自由空间波法测量装置中的极化转换盘、极化转换轴套、U形支架和极化转换支座一同构成了一套简易而实用的极化转换装置，这一极化转换装置连同天线一起通过连接座和快装板安装到一个具有俯仰和水平旋转以及上下高低可灵活调节的商用三脚架上，其极化转换和多角度变换，满足了菲涅尔反射定律所要求的极化转换及多角度测量，其支架的高低调节，避免了天线的近场干扰，从而确保了自由空间波法的测量精度。实用新型不仅使装置本身降低了成本，易于制作、安装和调试，也极大地降低了野外测量的成本，而且还缩短了被测目标易变参数的测量周期，解决了目前实验室自由空间波法装置野外应用存在的问题，充分发挥了自由空间波法原位测量土壤湿度和盐度，盐湖水体的盐度和温度，以及陆地植被的含水量和疏密度的实效性。

附图说明

图1是本实用新型自由空间波法测量装置的结构示意图；

图2是U形支架和极化转换支座的结构示意图；

图3是极化转换支座的主视图；

图4是极化转换盘的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式自由空间波法测量装置包括发射天线或接收天线1、固定螺杆2、极化转换盘3、极化转换轴套4、U形支架5、极化转换支座6、连接座7、快装板8、三脚架9和电缆10，发射天线或接收天线1通过多个固定螺杆2固定在极化转换盘3的盘面上，发射天线或接收天线1上连接有电缆10，在极化转换盘3的盘周上均匀开有四个极化定位孔3-4；

所述的U形支架5由极化转换轴5-1、第一直角弯头5-2、垂直杆5-3、第二直角弯头5-4和水平杆5-5依次螺纹连接形成侧向开口U形框架，极化转换轴套4套装在极化转换轴5-1上，极化转换轴套4通过螺钉与极化转换盘3相连，极化转换轴5-1穿过极化转换盘3圆心处的轴孔3-1与极化转换盘3转动连接；

所述的极化转换支座6是由支座体6-1和转换盘衔口6-5形成一体结构，转换盘衔口6-5位于支座体6-1的顶部，在转换盘衔口6-5的外壁上开有极化定位槽6-4，支座体6-1套装在水平杆5-5上并通过沿水平杆5-5径向设置的紧定螺钉6-2紧定位置，在转换盘衔口6-5内安装有两个并列的滑轮6-3，极化转换盘3的周向边沿置于转换盘衔口6-5内并与滑轮6-3接触，极化固定插销插入极化定位槽6-4和极化转换盘3上的极化定位孔3-4内以固定极化转换盘3的极化位置；

U形支架5的水平杆5-5固定在连接座7表面，连接座7通过螺钉与快装板8连接，快装板8与三脚架9的云台之间采用轨道快装连接。

本实施方式天线1采用标准喇叭天线或者双脊喇叭天线。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是极化转换盘3的直径为255～265mm。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是发射天线或接收天线1通过四个固定螺杆2固定在极化转换盘3的盘面上。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是极化转换轴5-1的一端与第一直角弯头5-2螺纹连接，极化转换轴5-1的另一端开有卡簧沟槽，卡簧设置在卡簧沟槽内限定极化转换盘3在极化转换轴5-1上的轴向位置。

本实施方式通过卡簧防止极化转换轴套脱落。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是极化转换轴套4和极化转换轴5-1的材质为45号钢。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是连接座7为圆盘形。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是U形支架5的水平杆5-5焊接在连接座7表面。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是发射天线或接收天线1通过电缆10与矢量网络分析仪连接。

实施例：本实施例自由空间波法测量装置包括发射天线或接收天线1、固定螺杆2、极化转换盘3、极化转换轴套4、U形支架5、极化转换支座6、连接座7、快装板8、三脚架9和电缆10，发射天线或接收天线1通过四个固定螺杆2固定在极化转换盘3的盘面上，发射天线或接收天线1上连接有电缆10，在极化转换盘3的盘周上均匀开有四个极化定位孔3-4；

所述的U形支架5由极化转换轴5-1、第一直角弯头5-2、垂直杆5-3、第二直角弯头5-4和水平杆5-5依次螺纹连接并点焊固定形成侧向开口U形框架，水平杆5-5与极化转换轴5-1相平行，极化转换轴套4套装在极化转换轴5-1上，极化转换轴套4通过四个M5螺钉与极化转换盘3相连，极化转换轴5-1穿过极化转换盘3圆心处的轴孔3-1与极化转换盘3转动连接；

所述的极化转换支座6是由支座体6-1和转换盘衔口6-5形成一体结构，转换盘衔口6-5位于支座体6-1的顶部，在转换盘衔口6-5的外壁上开有极化定位槽6-4，支座体6-1套装在水平杆5-5上并通过沿水平杆5-5径向设置的紧定螺钉6-2紧定位置，在转换盘衔口6-5内安装有两个并列的滑轮6-3，极化转换盘3的周向边沿置于转换盘衔口6-5内并与滑轮6-3接触，极化固定插销插入极化定位槽6-4和极化转换盘3上的极化定位孔3-4内以固定极化转换盘3的位置；

U形支架5的水平杆5-5固定在连接座7表面，连接座7通过螺钉与快装板8连接，快装板8与三脚架9的云台之间采用轨道快装连接。

本实施例采用型号为TR688V的三脚架，该三脚架全身高度可达1700mm，收缩尺寸680mm，脚架净重1800g，承重3～5kg，三脚架可提供自由空间波法天线所需要的俯仰角度和水平方位角度的变化和锁定，也可以提供自由空间波法所用的天线高度的自由调整与锁定。

本实施例极化转换盘3的盘面上开有一个轴孔3-1，四个轴套固定螺孔3-2、四个天线固定孔3-3和四个极化定位孔3-4，其中轴孔3-1可于极化转换轴5-1外端通过，以利于安装轴套卡簧，轴套固定螺孔3-2可于固定极化转换轴套4，天线固定孔3-3用于固定天线1，极化定位孔3-4与极化转换支座6上的极化定位槽6-4一起通过插销完成极化转换的定位功能。工作时，极化转换盘3的边缘处于衔口内的两个滑轮中间，滑轮对极化转换盘3和天线1的重量既起到支撑作用，又在变换极化的过程中起到减少摩擦阻力的作用。

本实施例所述简易的自由空间波法测量装置的价格低廉，易于制造，且拆卸、运输和安装方便，野外组装一个发射装置和一个接收装置的时间约为10分钟，从而降低了野外测量的成本，缩短了被测目标易变参数的测量周期，充分发挥了自由空间波法原位测量土壤湿度和盐度，盐湖水体的盐度和温度，以及陆地植被的含水量和疏密度的实效性。