[发明专利]低损耗介质粉末或液体的微波复介电常数测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种低损耗介质粉末或液体的微波复介电常数测试系统及方法，属于微波测试技术领域。所述低损耗介质粉末或液体的微波复介电常数测试系统包括网络分析仪、专用测试夹具和同轴电缆，所述专用测试夹具包括上半封闭谐振腔和下半封闭谐振腔，所述上半封闭谐振腔与下半封闭谐振腔之间设置有样品架，所述样品架的上方中部设置有用于放置被测样品的第一盲孔，所述上半封闭谐振腔和下半封闭谐振腔上均设置有耦合探针，所述耦合探针通过所述同轴电缆与网络分析仪连接。本发明对被测样品不会造成损伤或损失，并且结构简单、操作方便、测试效率高和测试准确度高。

技术领域

本发明涉及微波测试技术领域，特别是指一种低损耗介质粉末或液体的微波复介电常数测试系统及方法。

背景技术

微波材料作为电磁波传输媒质已广泛的应用于微波的各个领域，比如微波电路、通信、导弹制导、电子对抗、雷达隐身、遥感和遥测等。对于非磁性介质材料来说，复介电常数(即相对介电常数和介质损耗角正切两个参数)是评价非磁性介质材料性能的主要依据，也是进行微波器件设计的重要参数。因此，在应用或是研发这类材料用于航空航天、通信和信息技术等领域时，人们必须首先通过测试来评估其特定频率下的复介电常数大小。近年来，随着高科技领域对射频微波元器件的要求越来越高，人们越来越关心相关材料在微波波段的复介电常数。

对于块体电介质材料而言，根据其不同特性，目前可以采用谐振法、传输法、传输线终端法、自由空间法等很多种方法来测量其复介电常数。其中，谐振法是将被测样品放入谐振腔中，根据放入样品前后其谐振频率和品质因数的变化来确定被测样品的复介电常数，其是复介电常数测量使用较多的一种方法，其测量准确度也是最高的。

对于介质粉末材料而言，通常需要预先将其干压成特定的块体形状，再采用与块体类似的谐振法、传输法等原理进行测量。这类方法的主要缺点是：

(1)对于不同的测试方法，需要将介质粉末干压成不同的形状，需要准备特定的模具；

(2)干压成型的样品容易损坏，从而污染测试夹具，造成测量结果不准确；

(3)对于不易成型的材料，需要使用粘结剂，而粘结剂本身会影响测量结果的准确性。

对于液体介质，通常需要将其置于特定容器中，一般采用开口同轴传输线探头，也叫传输线终端法进行测量，而这种方法一般只适合测量损耗较大的液体，对低损耗液体的测量精度误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对被测样品不会造成损伤或损失，并且结构简单、操作方便、测试效率高和测试准确度高的低损耗介质粉末或液体的微波复介电常数的测试系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种低损耗介质粉末或液体的微波复介电常数的测试系统，包括网络分析仪、专用测试夹具和同轴电缆，所述专用测试夹具包括上半封闭谐振腔和下半封闭谐振腔和设置于所述上半封闭谐振腔与下半封闭谐振腔之间的样品架，所述样品架的上方中部设置有用于放置被测样品的第一盲孔，所述上半封闭谐振腔和下半封闭谐振腔上均设置有耦合探针，所述耦合探针通过所述同轴电缆与网络分析仪连接。

进一步的，所述第一盲孔的直径大于所述上半封闭谐振腔的内腔直径和下半封闭谐振腔的内腔直径，并且小于所述上半封闭谐振腔的外壁直径和下半封闭谐振腔的外壁直径。

进一步的，所述第一盲孔的上方设置有与所述第一盲孔同轴的第二盲孔，所述第二盲孔的直径大于所述第一盲孔的直径，所述样品架的下方设置有与所述第一盲孔同轴的第三盲孔，所述上半封闭谐振腔和下半封闭谐振腔分别紧密卡设在所述第二盲孔和第三盲孔上。

进一步的，所述第二盲孔和第三盲孔的直径相同，所述上半封闭谐振腔和下半封闭谐振腔的尺寸相同。