微波材料復(fù)介電常數(shù)三維分布測試技術(shù)研究.pdf

1、隨著微波材料介電性能測試技術(shù)日新月異的發(fā)展，測試領(lǐng)域也在日益的變廣，其中就包括對應(yīng)用于特殊環(huán)境下的非均勻微波材料的介電性能進行無損測試。本文在此研究背景下，對微波材料復(fù)介電常數(shù)三維分布的測試方法進行研究。通過對各種測試方法進行分析對比并結(jié)合課題的要求，最終選用同軸開放式同軸諧振腔測試方法，并推導(dǎo)相關(guān)的測試算法。為了驗證測試系統(tǒng)的可靠性，本文用測試精度較高的高Q腔雙層材料測試算法加以驗證。
　　首先是對測試系統(tǒng)的硬件部分進行設(shè)計：其

2、中包括同軸開放式諧振腔與高 Q腔測試腔體的設(shè)計。分析諧振腔的一些設(shè)計原則，并在其基礎(chǔ)上得出腔體的物理結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵尺寸。利用HFSS仿真軟件對同軸開放式諧振腔進行建模仿真，優(yōu)化其整體性能后，確定同軸開放式諧振腔最終的物理尺寸。
　　其次是對測試算法的推導(dǎo)過程：其中包括同軸開放式諧振腔的單層均勻材料和多層材料的測試算法以及高 Q腔雙層材料的測試算法。利用同軸開放式諧振腔終端加載單層均勻樣品前后，諧振參數(shù)與邊緣電容的變化量與待測材料復(fù)介

3、電常數(shù)的關(guān)系得出單層均勻材料復(fù)介電常數(shù)的計算公式。在此基礎(chǔ)上，利用全波分析法與基于微擾原理的等效法兩種方法對多層材料復(fù)介電常數(shù)的求解問題進行分析，并給出相應(yīng)的求解公式。此外，利用精確場解法推導(dǎo)出高 Q腔雙層材料復(fù)介電常數(shù)的求解公式。
　　最后，實現(xiàn)兩套測試系統(tǒng)的組裝，并對相應(yīng)的算法進行校準(zhǔn)。利用搭建的測試系統(tǒng)對自行制作的單層、雙層、三層樣品進行相應(yīng)的測試，并將測試數(shù)據(jù)用相應(yīng)算法進行計算得出計算結(jié)果。對比計算結(jié)果，分析測試誤差，論證