材料復介電常數(shù)自由空間諧振法測試技術研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，如何在不同環(huán)境，不同應用背景下測量出微波材料復介電常數(shù)對科技的進步、社會的發(fā)展起到舉足輕重的作用。目前，材料復介電常數(shù)測試的方法有很多，主要包括諧振法與網(wǎng)絡參數(shù)法，本文利用自由空間諧振法對材料的復介電常數(shù)進行無損測試。
　　文章首先介紹了目前國內外關于材料復介電常數(shù)測試的進展，對材料復介電常數(shù)測試的各種方法進行了簡單介紹,并基于材料無損測試，分析出目前常用方法的優(yōu)缺點，提出了自由空間諧振法這種新的測試方法。

2、對于這種新的測試方法，首先從基本原理出發(fā)，分析出測試系統(tǒng)的場分布，然后根據(jù)諧振法的諧振條件，利用等效諧振腔思想，分析出該方法測量復介電常數(shù)的基本原理與計算公式。接下來文章對系統(tǒng)所需關鍵器件進行設計，包括設計加工工作在 X波段的點聚焦喇叭透鏡天線，同軸到矩形波導轉換接頭的加工設計，矩形波導到圓波導轉換接頭的加工設計和耦合片耦合環(huán)等加工設計。最終，利用實驗室已有設備，搭建出測試系統(tǒng)，編寫測試算法，完成自由空間諧振法測試系統(tǒng)研制。同時，對于自

3、由空間諧振法測試系統(tǒng)，通過移除耦合片即可實現(xiàn)終端短路法測試系統(tǒng)，可以有效提高系統(tǒng)損耗角正切值測試范圍。
　　對于自由空間諧振法測試系統(tǒng)，文章從定物理腔長與變物理腔長這兩種方法出發(fā)，推導編寫出兩種情況下復介電常數(shù)測試方法。通過對多種樣品的測試，分析出測試誤差，并對測試系統(tǒng)進行改進，最終實現(xiàn)本測試系統(tǒng)對材料復介電常數(shù)精確測試。
　　本系統(tǒng)最終指標：
　　測試頻率：X波段。
　　測試范圍：相對介電常數(shù)εr：1～10；損