[发明专利]基于多路开口同轴探头的介电常数测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于多路开口同轴探头的介电常数测量系统，其特征是：包括矢量网络分析仪、射频多路切换开关、切换开关控制器、上位机、反应釜、多路温度记录仪、开口同轴探头和恒温水槽；反应釜置于恒温水槽内；矢量网络分析仪、切换开关控制器和多路温度记录仪均与上位机连接；射频多路切换开关与切换开关控制器连接；矢量网络分析仪通过稳相线缆与射频多路切换开关的动端连接，射频多路开关的不动端通过稳相线缆与开口同轴探头连接，开口同轴探头终端插入到反应釜内；

所述射频多路切换开关，具有一个动端和多个不动端，动端和一个不动端形成一条选通支路，每一选通支路均为同轴方波导，支路内设置短路衔铁并在靠近动端处设置有能够阻隔动端和不动端的封闭块，短路衔铁设置在动端和不动端内导体的上方，每一支路中封闭块和短路衔铁所连接的电磁行程开关与同一个继电器电连接；

切换开关控制器与上位机实现联动后触发相应电平信号，驱动相应继电器，通过电磁行程开关带动同轴方波导内的短路衔铁和封闭块动作，使短路衔铁连接连通的动端和不动端的内导体，同时封闭块移动到同轴方波导壁内，打开所选通的支路。

2.根据权利要求1所述的基于多路开口同轴探头的介电常数测量系统，其特征是：所述封闭块处于设置在动端外围的封闭块嵌槽中。

3.根据权利要求1所述的基于多路开口同轴探头的介电常数测量系统，其特征是：所述封闭块与其连接电磁开关之间设置有复位弹簧。

4.一种权利要求1-3任一项所述系统测量介电常数的方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)设置测试参数与初始化校准：

①设置测试参数；

②选择校准类型并将测量的参考面设置在射频多路切换开关的动端处；

③对矢量网络分析仪进行初始化校准；

(2)多路数据的采集与补偿误差的计算：

①测量参考介质各支路的反射系数并记录温度信息；

②判断是否将参考介质各支路的反射系数与温度均已获得，若否，则切换下一支路继续测量未获取支路的反射系数与温度，重复进行，直至所有支路的反射系数均已获取；

③计算参考介质各支路补偿后的反射系数；

④判断参考介质各支路补偿后的反射系数是否均已获得，若否，则切换下一支路继续计算未获取支路的反射系数，重复进行，直至所有支路补偿后的反射系数均已获取；

⑤计算各支路的补偿误差；

(3)反射系数的修正与介电常数的反演：

①测量被测介质反射系数；

②计算各支路补偿后的反射系数；

③反演被测介质各支路的介电常数；

④判断各支路介电常数是否均已获得，若否，则切换下一支路继续反演未获取支路的介电常数，重复进行，直至所有支路介电常数均已获取。

5.根据权利要求4所述测量介电常数的方法，其特征是：所述步骤(1)①中的测试参数包括测试频率、测试的激励功率和恒温水槽的温度。

6.根据权利要求4所述测量介电常数的方法，其特征是：所述步骤(2)①中的参考介质为空气、短路负载和去离子水。

7.根据权利要求4所述测量介电常数的方法，其特征是：所述步骤(2)①的具体过程是：上位机控制切换开关控制器与矢量网络分析仪采集各支路的反射系数，上位机控制多路温度记录仪测量去离子水的温度、记录所有信息并上传回上位机。