微波材料復(fù)介電常數(shù)三維分布測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、隨著微波材料介電性能測(cè)試技術(shù)日新月異的發(fā)展，測(cè)試領(lǐng)域也在日益的變廣，其中就包括對(duì)應(yīng)用于特殊環(huán)境下的非均勻微波材料的介電性能進(jìn)行無損測(cè)試。本文在此研究背景下，對(duì)微波材料復(fù)介電常數(shù)三維分布的測(cè)試方法進(jìn)行研究。通過對(duì)各種測(cè)試方法進(jìn)行分析對(duì)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(cè)試方法，并推導(dǎo)相關(guān)的測(cè)試算法。為了驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)的可靠性，本文用測(cè)試精度較高的高Q腔雙層材料測(cè)試算法加以驗(yàn)證。
　　首先是對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)：其

2、中包括同軸開放式諧振腔與高 Q腔測(cè)試腔體的設(shè)計(jì)。分析諧振腔的一些設(shè)計(jì)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(duì)同軸開放式諧振腔進(jìn)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(duì)測(cè)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(cè)試算法以及高 Q腔雙層材料的測(cè)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(cè)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(jì)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(duì)多層材料復(fù)介電常數(shù)的求解問題進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)的求解公式。此外，利用精確場(chǎng)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(shí)現(xiàn)兩套測(cè)試系統(tǒng)的組裝，并對(duì)相應(yīng)的算法進(jìn)行校準(zhǔn)。利用搭建的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)自行制作的單層、雙層、三層樣品進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，并將測(cè)試數(shù)據(jù)用相應(yīng)算法進(jìn)行計(jì)算得出計(jì)算結(jié)果。對(duì)比計(jì)算結(jié)果，分析測(cè)試誤差，論證