[发明专利]高频介质相对介电常数测量电路、方法及离散性测量方法

权利要求书

1.一种高频介质相对介电常数测量电路，其特征在于，包括：

金属腔体，所述金属腔体两端边缘处设置激励信源输入窗孔和激励信源输出窗孔；

网络分析仪，通过第一同轴电缆与所述金属腔体的激励信源输入窗孔连接，所述第一同轴电缆第一端的内导体连同绝缘体插入所述输入窗孔，所述内导体穿透所述金属腔体下底板形成短路状态，所述第一同轴电缆铜编织线与所述金属腔体焊接；所述第一同轴电缆的另一端接电缆头并与所述网络分析仪连接；

示波器，通过第二同轴电缆与所述金属腔体的激励信源输出窗孔连接，所述第二同轴电缆第一端的内导体连同绝缘体插入所述激励信源输出窗孔，所述内导体穿透所述金属腔体下底板形成短路状态，所述第二同轴电缆铜编织线与所述金属腔体焊接；所述第二同轴电缆另一端接电缆头并与所述示波器连接。

2.根据权利要1所述的高频介质相对介电常数测量电路，其特征在于，对于双面敷铜箔层压介质板，其双面所敷铜箔构成金属腔体外壳，在双面敷铜箔层压介质板的四个侧面涂以导电胶形成所述金属腔体；对于粉料测量介质，金属腔体为填装介质的金属壳体，腔体为一边开放型，填装介质后封闭腔体。

3.根据权利要1所述的高频介质相对介电常数测量电路，其特征在于，所述金属腔体的长、宽、高分别为a、b、h，其中腔体高度λg为金属腔体谐振时的谐振波长，ε_r为金属腔体的相对介电常数。

4.根据权利要1所述的高频介质相对介电常数测量电路，其特征在于，所述内导体的直径为φ0.15mm，绝缘体的直径为φ0.41mm。

5.根据权利要1所述的高频介质相对介电常数测量电路，其特征在于，所述金属腔体中心线上距边缘3-5mm处开设窗孔。

6.根据权利要1所述的高频介质相对介电常数测量电路，其特征在于，所述窗孔的直径为φ0.42mm。

7.一种高频介质基板相对介电常数测量方法，其特征在于，使用一种高频介质基板相对介电常数测量电路进行测量，所述测量电路包括：金属腔体，所述金属腔体两端边缘处设置激励信源输入窗孔和激励信源输出窗孔；网络分析仪，通过第一同轴电缆与所述金属腔体的激励信源输入窗孔连接，所述第一同轴电缆第一端的内导体连同绝缘体插入所述输入窗孔，所述内导体穿透所述金属腔体下底板形成短路状态，所述第一同轴电缆铜编织线与所述金属腔体焊接；所述第一同轴电缆的另一端接电缆头并与所述网络分析仪连接；示波器，通过第二同轴电缆与所述金属腔体的激励信源输出窗孔连接，所述第二同轴电缆第一端的内导体连同绝缘体插入所述激励信源输出窗孔，所述内导体穿透所述金属腔体下底板形成短路状态，所述第二同轴电缆铜编织线与所述金属腔体焊接；所述第二同轴电缆另一端接电缆头并与所述示波器连接；

所述测量方法具体包括以下步骤：

将测量频率范围设定至比工作频率稍宽，在示波器上找出第一个谐振峰，即H₁₀₁模的谐振频率，测得该谐振频率；

按公式计算金属腔体的相对介电常数ε_r，其中，c为光速，f₀为测得的H₁₀₁模的谐振频率，a，b分别为金属腔体的长、宽；

若所测谐振频率f₀偏离所需值时，将按上式计算的ε_r值作为已知数，设定金属腔体a边值后，按上式计算b边值，调整金属腔体的体积V即可将谐振频率落到所需f₀，再按上式计算出在所需谐振频率f₀下的ε_r。

8.根据权利要7所述的高频介质基板相对介电常数测量方法，其特征在于， 所述金属腔体的边长为有效内径。

9.根据权利要7所述的高频介质基板相对介电常数测量方法，其特征在于，对于双面敷铜箔层压介质板，其双面所敷铜箔构成金属腔体外壳，在双面敷铜箔层压介质板的四个侧面涂以导电胶形成所述金属腔体；对于粉料测量介质，金属腔体为填装介质的金属壳体，腔体为一边开放型，填装介质后封闭腔体。

10.根据权利要7所述的高频介质基板相对介电常数测量方法，其特征在于，所述金属腔体的长、宽、高分别为a、b、h，其中腔体高度λg为金属腔体谐振时的谐振波长，ε_r为金属腔体的相对介电常数。