準光腔法復介電常數(shù)自動測試系統(tǒng)研究.pdf

1、近些年來,微波毫米波技術在各個方面不斷快速發(fā)展,在微波毫米波器件、電路中用到了大量不同種類的電介質材料,其中電介質材料的介電參數(shù)對微波毫米波器件、電路的性能又有很大的影響,因此提前準確掌握電介質材料的介電性能顯得越發(fā)重要。在毫米波段,低損耗電介質材料的復介電常數(shù)測量方面,由于準光學諧振腔具有操作簡便、模式稀疏、Q值高等許多方面的優(yōu)點,本文對準光腔法復介電常數(shù)自動測試系統(tǒng)的設計進行了相關研究。
　　首先,從束波理論出發(fā)系統(tǒng)分析了準光

2、學諧振腔的基本理論,使用MATLAB工具對平凹腔內部高斯波束的電場、能量分布進行了模擬分析,并研究分析了高斯波束在球面鏡反射面處的等相位面。根據(jù)準光學諧振腔的基本理論,研究并給出了平凹腔詳細的分析和設計方法,根據(jù)目標設計了工作頻率范圍在89~105GHz用于測量介質材料復介電常數(shù)的平凹腔具體結構尺寸。
　　然后,利用HFSS電磁仿真軟件對帶耦合孔的平凹腔進行了建模以及三維電磁仿真,得到了腔內比較清晰的跟理論計算模擬圖相一致的各模式

3、的電場幅值分布圖,并給出了仿真得到的各模式磁場幅值分布圖以及較為完整的諧振曲線,各模式諧振頻率仿真值與理論計算值非常接近,偏差在3MHz以內。
　　最后,以矢量網(wǎng)絡分析儀為基礎,組建了準光腔法復介電常數(shù)測試系統(tǒng),研究分析了復介電常數(shù)測量原理,確立了測試流程分析了誤差源,并在Visual Studio2010平臺上使用C++語言設計編寫了適用于本測試系統(tǒng)的自動測試軟件,實現(xiàn)了對測試系統(tǒng)的自動控制、數(shù)據(jù)處理、復介電常數(shù)求解,最終完成了