[发明专利]一种基于谐振法的液晶介电常数测量装置

说明书

本发明公开了一种基于谐振法的液晶介电常数测量装置，包括从上到下依次设置的上介质基板、介质板和金属底板；上介质基板与介质板固定连接，介质板与金属底板可拆卸连接；上介质基板的上表面的两个对侧边缘均设置有两个SMA接头，两个SMA接头之间均设置有耦合微带线，上介质基板的下表面中心设置有谐振贴片；上介质基板的上表面边缘还设置有金属圆形贴片，金属圆形贴片对应的上介质基板上设置有金属通孔，金属圆形贴片通过金属通孔中的导线与谐振贴片连接；介质板的中心设置有液晶腔体，其面积小于谐振贴片的面积；金属底板上设置两个金属圆孔，两个所述金属圆孔与液晶腔体相通。该测量装置具有结构简单，成本低且测量的灵敏度和精确度高的特点。

技术领域

本发明属于液晶器件技术领域，具体涉及一种基于谐振法的液晶节点常数测量装置。

背景技术

对液晶材料在微波频段的介电常数进行精确测量是进行液晶微波器件设计与分析的关键。现有的对液晶材料在微波频段的介电常数测量方法主要有三类：相移法、谐振法以及谐振微扰法，下面进行具体介绍。相移法是将待测液晶灌入一段传输线中，根据外加电场的改变所对应的相移变化，计算出液晶的介电常数。谐振法的原理是其谐振特性会随着外加电场的改变而改变，根据变化计算得出结果。谐振微扰法同样根据系统前后谐振特性的改变得出结果。

近年来向列向液晶材料在微波频段的应用越来越广，其介电特性可连续调谐的特征引起业界广泛关注。液晶材料本身作为微波领域的新型介质材料，对其性质功能的研究是设计基于液晶材料的各类微波器件的基础。近年来对于微波毫米波频段液晶材料的研究主要有测量各类液晶材料的介电特性。由于液晶材料的各项异性，当外加电场时，液晶分子的排列方向将随电场的大小有序改变，从而使得液晶材料的等效介电常数也发生改变。

在微波领域中液晶介电常数的测试方法主要有自由空间法，同轴线法，平面法，波导法，谐振法以及谐振微扰法。平面法，平面法和波导法这三种方法称为传输/反射法，该方法是将待测样品放入一段传输线内，这段传输线构成一个二端口网络，我们通过得到这个端口的S参数然后再计算出待测液晶样品的介电常数，该测试方法的测试结构简单，一般适用于宽频带测量,对样品的要求不高，并可以实现无损测量。谐振法一般分为谐振器法和谐振腔法，通过将被测液晶样品放入腔体，并利用腔体前后的谐振频率和品质因数的变化来计算出被测样品的介电参数。与传统的传输反射法相比，谐振腔法有着较高的测量精度，但是只能在单一频点或者一些离散的数个频点进行测量，并不适合于宽频带测量，而且对样品的要求较高，此样品需要与谐振腔的尺寸相适应，加工难度大且成本也相对较高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于谐振法的液晶介电常数测量装置解决了现有液晶介电常数测量时样品要求高且不适合宽频带测量的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于谐振法的液晶介电常数测量装置，包括上介质基板、介质板和金属底板；

所述上介质基板、介质板和金属底板从上到下依次设置，所述上介质基板与介质板固定连接，所述介质板与金属底板可拆卸连接；

所述上介质基板的上表面的两个对侧边缘均设置有一对SMA接头，所述两个SMA接头之间均设置有耦合微带线，所述上介质基板的下表面中心设置有谐振贴片；

所述上介质基板的上表面边缘还设置有金属圆形贴片，所述金属圆形贴片对应的上介质基板上设置有金属通孔，所述金属圆形贴片通过金属通孔中的导线与谐振贴片连接；

所述介质板的中心设置有用于填充液晶的液晶腔体，所述液晶腔体的面积小于谐振贴片的面积，所述谐振贴片覆盖于液晶腔体的上表面；

所述金属底板上设置两个金属圆孔，两个所述金属圆孔与液晶腔体相通。

进一步地，所述上介质基板和介质板均为厚度为0.254mm的罗杰斯4350B。

进一步地，所述谐振贴片的尺寸为9mm×9mm。