[发明专利]片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试系统及方法

权利要求书

1.片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试系统，其特征在于，包括网络分析仪（12）、厘米波谐振器（10）和毫米波谐振器（11），所述网络分析仪（12）的第一信号输出端通过第一同轴电缆（17）和第一天线（19）连接，所述第一天线（19）和厘米波谐振器（10）连接，所述网络分析仪（12）的第二信号输出端通过第二同轴电缆（18）和第二天线（22）连接，所述第二天线（22）和毫米波谐振器（11）连接；

所述网络分析仪（12），用于激励厘米波谐振器（10）或毫米波谐振器（11）获得谐振曲线，并采集厘米波谐振器（10）和毫米波谐振器（11）的谐振频率和品质因数；所述厘米波谐振器（10），用于通过网络分析仪（12）发送的厘米波频段微波信号生成厘米波谐振曲线，在1500Mhz/2450Mhz/5000Mhz频点附近形成谐振峰；毫米波谐振器（11），用于通过网络分析仪（12）发送的毫米波频段谐振信号生成毫米波谐振曲线，即TE013和TE015模式谐振峰；

所述厘米波谐振器（10）包括第一外导体（1），所述第一外导体（1）内具有第一内腔，所述第一内腔中设置有和第一外导体（1）同轴的第一内导体（3），第一外导体（1）顶部具有和第一内腔连通的第一开口（4），所述第一外导体（1）下部开设有两个与第一内腔连通的第一安装孔（20），第一安装孔（20）用于插入第一天线（19）；

第一内导体（3）包括圆柱部和位于圆柱部上方的圆台部，将第一外导体（1）内壁直径记为D2，将第一内导体（3）圆柱部的直径记为D3，D2:D3为3~4：1第一安装孔（20）中心到第一外导体（1）下端面距离记为D4，第一内导体（3）的圆台部高度记为D5，第一内导体（3）的圆柱部高度记为D6，D4:D5:D6为1.8~2:11~14:4~5。

2.根据权利要求1所述的片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试系统，其特征在于，第一安装孔（20）外安装有第一信号耦合环（5），第一信号耦合环（5）用于调节第一天线（19）插入第一安装孔（20）的深度，第一天线（19）和第一同轴电缆（17）一端连接，第一同轴电缆（17）另一端和网络分析仪（12）连接。

3.根据权利要求1所述的片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试系统，其特征在于，所述毫米波谐振器（11）包括第二外导体（6），所述第二外导体（6）内具有第二内腔，第二外导体（6）顶端设置有第二开口（8），第二外导体（6）下部开设有两个与第二内腔连通的第二安装孔（21），第二天线（22）一端插入第二安装孔（21），另一端和第二同轴电缆（18）一端连接，第二同轴电缆（18）另一端和网络分析仪（12）连接。

4.根据权利要求3所述的片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试系统，其特征在于，第二外导体（6）直径记为D9，第二外导体（6）内腔直径记为D10，D9:D10为1.2~1.6；第二安装孔（21）中轴线以上腔体的高度记为D11，第二安装孔（21）中轴线至第二外导体（6）下端面高度记为D12，D11:D12为5.7~6.1。

5.根据权利要求1所述的片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试系统，其特征在于，还包括用于带动片状微波介质材料的水平移动的传送装置。

6.一种基于权利要求1所述的系统的片状微波介质材料的多频点介电性能高速测试方法，其特征在于，包括：

厘米波频点测试，包括以下步骤：

用网络分析仪（12）测量不放置样品时，厘米波谐振器（10）在TEM₀₀₂、TEM₀₀₃和TEM₀₀₆模式下的空腔谐振频率及品质因数；

将样品（15）放在厘米波谐振器（10）的开口处，用网络分析仪（12）分别测量样品在TEM₀₀₂、TEM₀₀₃、TEM₀₀₆模式下的谐振频率及品质因数；

根据TEM₀₀₂、TEM₀₀₃和TEM₀₀₆模式下空腔谐振频率和品质因数以及放置样品时的谐振频率及品质因数，计算样品材料的介电常数及介电损耗；

毫米波频点测试，包括以下步骤：

用过网络分析仪（12）测量不放置样品时，毫米波谐振器在TE₀₁₃和TE₀₁₅模式下的空腔谐振频率及品质因数；

将样品（15）放在毫米波谐振器（11）的开口处，分别测量样品（15）在TE₀₁₃和TE₀₁₅模式下的谐振频率及品质因数；

根据TE₀₁₃和TE₀₁₅模式下的空腔谐振频率及品质因数，以及放置样品时的谐振频率及品质因数计算样品材料的介电常数及介电损耗；

测量谐振频率及品质因数时，将多个样品（15）放在传送装置上，将厘米波谐振器（10）和毫米波谐振器（11）倒置于传送装置正上方，使样品（15）依次经过厘米波谐振器（10）和毫米波谐振器（11）的正下方；当样品（15）位于厘米波谐振器（10）正下方时，向下移动厘米波谐振器（10），使厘米波谐振器（10）的第一开口（4）和样品（15）相接触，分别测量样品在TEM002、TEM003、TEM006模式，即1500Mhz/2450Mhz/5000Mhz频点下的谐振频率及品质因数，该测试模式基于权利要求1所述的厘米波谐振器；当样品（15）位于毫米波谐振器（11）正下方时，向下移动毫米波谐振器（11），使毫米波谐振器（11）的第二开口（8）和样品（15）相接触，分别测量样品在TE013和TE015模式，即27GHz/39GHz频点下的谐振频率及品质因数。