[发明专利]一种基于悬置微带线的毫米波介电性能测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于悬置微带线的毫米波介电性能测试系统及方法，该系统包括：网络分析仪、金属屏蔽腔、悬置微带线谐振器以及耦合调节装置，金属屏蔽腔包括腔体以及设置在腔体上的可开合盖体，腔体的内侧壁中间位置设置有卡槽，悬置微带线谐振器包括基板以及镀附在基板中间的金属导带，基板由待测样品直接加工而成，基板卡接在卡槽内，使得悬置微带线谐振器悬置于腔体中央；耦合调节装置穿设入腔体，位于基板的下方；网络分析仪的信号输入端和输出端分别连接至金属屏蔽腔两侧的耦合调节装置。本发明结合悬置微带线的优势，设计悬置微带线谐振器，并将悬置微带线谐振器放置于可开合的密闭金属腔体中，能够减少能量泄漏，增加测试稳定性和准确度。

技术领域

本发明涉及微波介电性能测试技术领域，特别是涉及一种基于悬置微带线的毫米波介电性能测试系统及方法。

背景技术

随着5G的发展，万物互联时代到来，以电路板材料为代表的介电材料在生产生活中的应用越来越广泛，在很多实际应用场合中需要介电材料介电性能的精确测试，但介电材料在毫米波频段性能的精确测试一直是个难题。业界目前没有毫米波频段介电性能测试标准。

介质材料的复介电常数存在方向异性，即介质材料的X-Y平面和Z轴(厚度)方向的介电常数存在差异。介电常数测试方法的谐振模式决定该测试方法可以准确测量材料哪一方向的介电性能，目前常见的测试方法，比如SPDR法、准光腔法，测试都是X-Y平面的介电常数，业界对于Z轴方向介电常数的准确测试有迫切需求。国际电路板协会规定的X频段标准测试方法——IPC-TM-6502.5.5.5c，一种夹紧型带状线谐振器测试方法，谐振模式为准TEM模，能够对介质材料Z轴(厚度)方向的介电性能进行准确测试，测试稳定性表现良好，一直是国际认可的测试方法。随着微波器件工作频率的升高，X频段带状线谐振器法存在固有缺陷，已经不能满足毫米波频段介电性能测试的要求。频率的升高带来器件的小型化，使带状线谐振器加工和测试样品加工困难；同时，微小的器件要求介质材料性能参数更加精确，带状线谐振器测试方法的测试精度已经不能满足要求。

悬置微带线作为传统带状线的变体，继承了传统带状线的优点，谐振模式为准TEM模，对介质材料Z轴(厚度)方向的介电性能进行测试，也克服了毫米波频段带状线表现出的弊端。因此，在传统带状线谐振法的基础上，结合悬置微带线的优势，设计悬置微带线谐振器具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于悬置微带线的毫米波介电性能测试系统及方法，在传统带状线谐振法的基础上，结合悬置微带线的优势，设计悬置微带线谐振器，并将悬置微带线谐振器放置于可开合的密闭金属腔体中，能够减少能量泄漏，增加测试稳定性和准确度，具有精度高、易操作的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于悬置微带线的毫米波介电性能测试系统，包括网络分析仪、金属屏蔽腔、悬置微带线谐振器以及耦合调节装置，所述金属屏蔽腔包括腔体以及设置在腔体上的可开合盖体，所述腔体的内侧壁中间位置设置有卡槽，所述悬置微带线谐振器包括基板以及镀附在基板中间的金属导带，所述基板由待测样品直接加工而成，所述基板卡接在所述卡槽内，使得所述悬置微带线谐振器悬置于所述腔体中央；所述金属屏蔽腔的两侧设置有耦合调节装置的安装孔，所述耦合调节装置通过所述安装孔穿设入所述腔体，并位于所述基板的下方；所述网络分析仪的信号输入端和输出端分别连接至所述金属屏蔽腔两侧的耦合调节装置。

进一步的，所述基板为矩形片状样品，长、宽与所述卡槽大小契合，厚度不超过1.5mm。

进一步的，所述网络分析仪采用安捷伦PNA系列，扫频范围10MHz-67GHz。

本发明还提供了一种基于悬置微带线的毫米波介电性能测试方法，应用于上述的基于悬置微带线的毫米波介电性能测试系统，包括以下步骤：

S1，将待测样品加工成厚度为T的基板，并在基板中轴处镀附金属导带，制备成悬置微带线谐振器，放置于金属屏蔽腔中；