高频板材的复介电常数测量方法研究

复介电常数是高频板材最重要的参数之一,准确测量高频板材的介电常数和损耗,对板材的实际应用十分重要。为了获得板材的损耗特性,设计了一种基于微带线的传输线电路,并对长度分别为25.4和127 mm的微带传输线进行仿真、加工和测试,得到DC-20GHz内的回波损耗S11和插入损耗S21,测试数据表明,S11值测试结果在-15 dB以下,且在20 GHz下传输线的插入损耗为24.02 dB/m。通过加工误差分析,电路参数变化50μm时,DC-20GHz内仿真S11max变化可达到6 dB左右。最后结合谐振环法对同一种板材进行测试,得到板材的相对介电常数和损耗角正切。结果表明该方法得到的损耗角正切精确度较高,且在2、10和20 GHz频段下误差小于10%。

太赫兹频段基于NR迭代法的复介电常数提取

伴随着6G通信的发展,雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展,获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数,分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325~500 GHz频段(Y频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f准光系统,实现散射参数S_(21)的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S_(21)之间的关系式,利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱,与其他文献报道的结果一致,验证了系统和方法的有效性。

基于迭代反演的非磁性材料复介电常数测量及初值选取方法

复介电常数是反映材料宏观电磁性质的重要参数,电磁领域相关材料和器件的选取、设计及应用都必须基于材料在工作频段的电磁参数.数值迭代法是反演计算材料复介电常数的重要方法,但一直存在难以准确给出迭代初始值的问题.本文基于吸波材料介电常数与反射率的关系,提出了一种迭代法反演吸波材料介电常数的初值选取方法,以此为基础构建了一种利用反射参数反演计算单层吸波材料、多层材料中唯一未知层材料复介电常数的方法,并通过实例测试验证了方法的有效性.

改进的同轴传输/反射法测量复介电常数

推导了一种基于传输线理论和微波网络理论的测量电介质材料复介电常数的传输/反射法。给出了半波谐振和多值性问题的解决方法。改进的校准方法消除了试样位置和夹具长度测量误差对结果的影响。使用矢量网络分析仪和空气同轴线,在100 MHz～4 GHz频率范围内测量了聚四氟乙烯试样。计算值与参考值在整个频率范围内符合得很好,最大偏差不超过5%。实验结果表了明该文方法能够实现宽频带的电介质材料复介电常数的测量。

薄膜材料复介电常数与复磁导率测试研究

采用谐振腔法对薄膜材料复介电常数和复磁导率进行了测试研究 .依据腔内电磁场的特性及薄膜材料体积小的特点 ,采取了较大的模指数、高品质因数、小耦合系数等措施 ,设计了在 2GHz频率下工作模式为TE10 5的矩形谐振腔 .使用Agilent 872 2ES网络分析仪进行扫频反射测量 ,由放置试样前后腔的谐振频率和品质因数以及试样的体积等计算出薄膜材料复介电常数和复磁导率 ,该方法操作简便 ,准确性较高 .

介质材料复介电常数变温测量技术综述

介绍了在微波及毫米波段介质材料复介电常数在-253～1400℃的变温测试方法,即网络参 数法和谐振腔法,并对这些方法进行了优缺点分析,总结出变温测试方法的概况、趋势及技术特点。

传输/反射法测量复介电常数的若干问题

研究了传输 /反射法测量线性材料复介电常数 εr 的厚度谐振、多值性等问题 ,得到了解决这些问题的有效方法。通过改进 NRW传输 /反射法 ,由散射参数直接得到了归一化特性阻抗与传播常数 ,从而可以把已有的三个确定复介电常数的方程用到 NRW传输 /反射法中。联合应用这三个方程解决了上述问题 ,这使得人们可以用传输 /反射法对任意厚度的样品在任意频率上进行复介电常数的稳定测量。

2·45GHz下常用有机试剂复介电常数的测量与研究

The dielectric property of organic reagent is key to the study of Microwave-assisatant organic synthesization.The data of complex permittivity of these organic reagents can not be obtained easy.The complex permittvity of these organic regents were measured in 2.45 GHz by cavity perturbation method.The result shows that the real and imaginary parts of the permittivity of alcohol are larger than others.The real part of the complex permittivity of ketone is larger and the imaginary part is smaller.The real and imaginary parts of the permittivity of acid are smaller.The real and imaginary parts of the permittivity of alkyl and benzene are the smallest.The real part and the imaginary parts of the permittivity of all decrease while the increasing of the number of carbon’s chain.The analysis and the measurement offer high helps in the microwave assistant organic synthesization.

蒸馏水和NaCl溶液复介电常数的测量及修正

分别测量2450MHz频率下蒸馏水和不同浓度NaCl溶液的复介电常数,并对测量数据进行统计分析和修正,这对于研究利用微扰法测量高损耗生物组织的复介电常数,具有十分重要的意义。

微扰法测量干燥岩矿样品复介电常数

微扰法是测量微波频率下介质材料复介电常数的简单易行的方法,尤其对低ε′和低tanδ介质的测量很灵敏,至今仍在广泛应用.但大部分岩矿样品的ε′和tanδ超出了微扰法的量程范围,无法用该方法直接测量.本文提出了基于微扰法测量干燥岩矿样品复介电常数的新方法.先将干燥岩矿研磨成粉,并与ε′和tanδ较小且介电性质稳定的聚乙烯粉末以一定体积百分比混合,热压成型制样;用微扰法测量岩塑混合物的复介电常数.两相混合体系的介电性质与其中每相的关系可以用Lichtenecker混合公式描述,由于聚乙烯的复介电常数已知,因此,岩矿样品的复介电常数可由岩塑混合物的复介电常数计算得到.测量结果表明,9370MHz时,同一试样用矩形谐振腔微扰法、圆形谐振腔微扰法和传输反射法的测量结果一致,并提供了部分干燥岩石和矿物的复介电常数测量数据.

传输/反射法测量复介电常数的三个方程研究

介绍了利用传输 /反射参数测量复介电常数的三个方程。利用奇偶模方法分析传输线与二端口网络 ,得到传播常数与归一化特性阻抗的解析解。进而得到确定复介电常数的三个方程。利用这些方程仅用一次测量解决已有传输 /反射法中存在的低损耗材料的厚度谐振问题、多值性问题及其它问题。讨论了利用这三个方程通过一次测量解决上述问题的方法并分析了这些方程的测量不确定度。

圆柱腔复介电常数高温测试系统

围绕微波介质材料复介电常数高温测试关键技术进行系统设计,利用圆柱腔精确场解法实现材料介电性能变温特性测试。设计了TM_(010)模圆柱谐振腔,采用快速移动平台和感应加热技术,搭建了变温测试系统,实现了915 MHz,最高1 400℃的复介电常数快速自动化测试。针对测试系统受热后对测试结果的影响,提出了实时变温校准技术,减小了夹具介电波动引入的误差。以熔融石英为例进行重复性测试并与已有文献作对比,结果表明介电常数和损耗角正切高温下测试偏差分别在2%和6%以内。

用自由空间法测量材料复介电常数的研究

分析电磁波在自由空间通过平板电介质材料的传播特性,得到了散射参数与复介电常数之间的关系式和求解复介电常数的三种表达式,并对三种表达式分别进行误差分析。解决自由空间法测量电介质材料复介电常数的不稳定性问题和相位模糊性问题。建立测试系统,并在X波段对平板电介质材料进行测量。实验结果表明,本测试方法和测试系统是正确的。

Ni/聚乙烯复合材料复介电常数研究

本文研究了电磁波屏蔽材料Ｎｉ／聚乙烯复合材料在５０ＭＨｚ～１ＧＨｚ频率范围内的复介电常数。结果表明，Ｎｉ粉含量小于７０％（质量分数），频率和成分对介电常数ε′的影响很小，Ｎｉ含量大于７０％（质量分数）时，在不同频率范围内，成分对ε′的影响不同。Ｎｉ粉含量小于８０％（质量分数），频率和成分对ε″的影响很小，Ｎｉ粉含量大于８０％（质量分数），ε″随成分的增加急剧上升。

复介电常数和磁导率测量的新方法

本文提出了一种新的确定Ka波段毫米波损耗材料复介电常数和磁导率的测量方法,给出了确定样品的复介电常数和磁导率的散射方程。与传统采用的NRW方法相比,这一方法消除了介电常数测量对参考面的位置和样品长度依赖性。

复介电常数在水土污染监测中的应用研究

采用短路同轴线法测量了淀粉聚乙烯醇共混体样品，在含水率、离子浓度不同时的复介电常数，研究了频率、离子浓度、含水率与相对复介电常数的关系。结果表明，淀粉PVA复介电常数的实部对含水率很敏感，虚部在500～700MHz频段随含盐量升高呈对数增加，这为利用测量相对复介电常数进行水土系统离子污染监测，提供了可能和实验依据。

微矩形谐振腔微扰法测量岩石矿物复介电常数

详细介绍了矩形谐振腔微扰法的基本原理;通过对比标准物质的测量结果发现,矩形谐振腔微扰法测量复介电常数具有比较高的测量精度,且使用样品少。通过对样品进行混合稀释等预处理,能将该方法应用于岩石矿物复介电常数的测量,并能很好地降低岩石矿物成分分布不均以及结构缺陷所引起的测量误差,更准确地反映岩石矿物的整体介电性质。

低损耗介质材料复介电常数的变温测试

采用TE_(015)模高Q圆柱腔对X波段低损耗介质材料的复介电常数进行了变温测试,电场的极化方向平行于样品表面。可测温度范围为常温到200℃。在所有温度点上,空腔的无载品质因数均大于40000。复介电常数的测试范围ε_r:1.05～10,tanδ:3×10^(-2)～5×10^(-5),测试系统的最可几误差为|△ε_r|/ε_r|=1.5％,|△tanδ|=10％tanδ+3.0×10^(-5)。

毫米波段复介电常数测量的开放腔法改进

为实现毫米波段低损耗电介质材料的复介电常数高精度测量,文章主要关注开放腔法宽频带内腔长的精确确定、相对介电常数反演的多值解、误差的完整分析、测试系统检验以及自动测量等理论和技术难题。显然,这些问题的存在会影响开放腔法测量的正确性和精确性。通过研制和构建Ka波段上的开放腔自动测试系统,成功解决上述问题,完善和发展了开放腔测量理论。误差分析表明:本测试系统对相对介电常数和损耗正切的相对不确定度分别小于0.17%和20.4%。自动测试系统操作简便,测试结果可信且精度高。

岩石化学成分及复介电常数与光谱特征的关系探究

实验对辽宁省兴城地区的97块岩石样本测量了350-2 500nm间光谱反射率,岩石化学成分及部分样本的复介电常数值,并用包络线去除法计算了光谱吸收深度。研究基于岩石化学成分光谱特征理论、介电常数相关理论,利用相关性分析的方法求得岩石各化学成分与光谱吸收深度间的相关系数曲线、岩石复介电常数与光谱反射率间的相关系数曲线。通过归纳总结曲线形态特征,获得以下信息：（1）岩石中SiO2,Al2O3,CaO,K2O,MgO,灼失含量与光谱吸收深度在波段（1 900-2 500nm）间相关性明显,在1 900,2 200和2 300nm等化学元素识别特征波段处,出现局部极大/极小值;火成岩中Fe2O3含量与光谱吸收深度在铁元素的特征波段（400-550nm）有着良好的相关性,相关系数达-0.406。探讨岩石光谱吸收特征与其化学成分含量间的关系在通过遥感影像进行成矿预测、识别岩性等方面都有着积极的作用。（2）岩石复介电常数总体与岩石反射率呈负相关,实部相关性优于虚部,实部相关系数在1 900nm附近达到极小值-0.753。观查曲线可知,介电常数实部与光谱反射率相关系数在1 900和2 200nm附近都有着良好的相关性,因此实验运用不同的模型拟合了在该处的响应关系函数曲线。介电常数是介质的基本物理性质之一,现有研究中多在微波波段中分析电磁波特征与介电常数间的关系,该研究在可见光和近红外波段范围内探究了二者间的关系,为进一步探讨岩石介电特性和光谱特征奠定了基础。