一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源

本发明属于微波毫米波辐射计定标领域，具体提供一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源。

背景技术：

1、微波辐射计可以用于测量大气中的微波辐射、以及地球表面与海洋表面的微波辐射，在使用微波辐射计进行探测前，往往需要进行黑体标定以确定测量系统的静态特性指标，从而消除系统误差，提高微波辐射计的精确度。黑体定标源作为校准微波辐射计的重要模块，用于为校准目标提供稳定且准确的参考亮度和温度；因此，黑体定标源需要具有足够低的反射率和均匀的温度梯度分布。常用的黑体定标源通常被设计为表面涂覆吸波层的阵列型圆锥/四棱锥结构，或者内表面涂覆吸波层的单一锥形腔；其中，阵列型尖锥黑体定标源具有宽频和尺寸紧凑的优点，常用于天体卫星定标和地面宽频应用中。然而，对于天体卫星定标和地面宽频应用，现有阵列型尖锥黑体定标源仍存在诸多缺点，例如：在亚毫米波应用中的fabre-perot（f-p）共振问题、宽带低反射性能有待优化、质量较大等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，用以实现尖锥黑体定标源的轻量化设计，并优化尖锥黑体定标源的宽带低反射性能。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，由底座与设置于底座上的尖锥阵列组成；其中，尖锥阵列由若干个周期阵列排布的尖锥单元组成，且任意相邻的尖锥单元邻接设置；尖锥单元采用正四棱锥结构，由金属尖锥与涂覆于金属尖锥表面的吸波涂层组成；金属尖锥内开设相同形状的空气尖锥，使金属尖锥侧壁的厚度沿尖端向底端方向递增，吸波涂层的厚度沿相同方向（金属尖锥的尖端向底端方向）递增。

4、进一步的，吸波涂层由羰基铁粉与环氧树脂组成，羰基铁粉均匀分散于环氧树脂中，羰基铁粉的质量占比为75wt%，环氧树脂的质量占比为25wt%。

5、进一步的，尖锥阵列的单元周期p的取值范围为16~24 mm，尖锥单元的高度h的取值范围为86~90 mm。

6、进一步的，尖锥单元内空气尖锥的高度h1的取值范围为80.5~84.5 mm，宽度l1的取值范围为10~14 mm。

7、进一步的，吸波涂层尖端的厚度h的取值范围为1.0 ~2.0 mm，吸波涂层底端的厚度r的取值范围为1.0 ~2.0 mm；需要说明的是，吸波涂层尖端的厚度h指吸波涂层尖端到金属尖锥尖端的垂直距离。

8、进一步的，底座的高度t的取值范围为2 mm。

9、进一步的，尖锥单元采用金属铝、金属铜或金属银，底座采用金属铝、金属铜或金属银。

10、基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：

11、本发明提供一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，由底座与设置于底座上的尖锥阵列组成；对尖锥阵列进行空心设计，使得金属尖锥侧壁的厚度沿尖端向底端方向递增，形成非均匀结构，一方面显著降低尖锥黑体定标源的质量，实现尖锥黑体定标源的轻量化设计，相较于实心结构，空心尖锥黑体定标源的质量至少能够减小1/3；另一方面匹配厚度非均匀设计的吸波涂层，显著优化尖锥黑体定标源的宽带低反射性能，在20~110 ghz范围实现了低于-50 db的反射率，并且解决尖锥黑体定标源在亚毫米波应用中的fabre-perot（f-p）共振问题。

技术特征：

1.一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，由底座与设置于底座上的尖锥阵列组成；其特征在于，尖锥阵列由若干个周期阵列排布的尖锥单元组成，且任意相邻的尖锥单元邻接设置；尖锥单元采用正四棱锥结构，由金属尖锥与涂覆于金属尖锥表面的吸波涂层组成；金属尖锥内开设相同形状的空气尖锥，使金属尖锥侧壁的厚度沿尖端向底端方向递增，吸波涂层的厚度沿相同方向递增。

2.根据权利要求1所述低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，其特征在于，吸波涂层由羰基铁粉与环氧树脂组成，羰基铁粉均匀分散于环氧树脂中，羰基铁粉的质量占比为75wt%，环氧树脂的质量占比为25wt%。

3.根据权利要求1所述低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，其特征在于，尖锥阵列的单元周期p的取值范围为16~24 mm，尖锥单元的高度h的取值范围为86~90 mm。

4.根据权利要求1所述低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，其特征在于，尖锥单元内空气尖锥的高度h1的取值范围为80.5~84.5 mm，宽度l1的取值范围为10~14 mm。

5.根据权利要求1所述低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，其特征在于，吸波涂层尖端的厚度h的取值范围为1.0 ~2.0 mm，吸波涂层底端的厚度r的取值范围为1.0~2.0 mm。

6.根据权利要求1所述低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，其特征在于，基座的高度t的取值范围为2 mm。

7.根据权利要求1所述低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，其特征在于，尖锥单元采用金属铝、金属铜或金属银，底座采用金属铝、金属铜或金属银。

技术总结
本发明属于微波毫米波辐射计定标领域，具体提供一种低反射率非均匀吸波涂层的空心尖锥黑体定标源，用以实现尖锥黑体定标源的轻量化设计，并优化尖锥黑体定标源的宽带低反射性能。本发明中空心尖锥黑体定标源由底座与设置于底座上的尖锥阵列组成；尖锥阵列由若干个周期阵列排布的尖锥单元组成，且任意相邻的尖锥单元邻接设置；尖锥单元采用正四棱锥结构，由金属尖锥与涂覆于金属尖锥表面的吸波涂层组成；金属尖锥内开设相同形状的空气尖锥，使金属尖锥侧壁的厚度沿尖端向底端方向递增，吸波涂层的厚度沿相同方向递增。本发明能够实现轻量化的同时优化尖锥黑体定标源的宽带低反射性能，并解决其在亚毫米波应用中的F‑P共振问题。

技术研发人员：陈子昊,文岐业,罗敏,张怀武
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15