基于六端口技術(shù)的微波介質(zhì)參數(shù)加熱測(cè)試系統(tǒng)的研制.pdf

1、近年來(lái)，微波理論與技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其應(yīng)用方向不僅僅體現(xiàn)在通信，電子對(duì)抗等信息領(lǐng)域，也體現(xiàn)在化學(xué)化工領(lǐng)域上對(duì)新材料的開發(fā)與研究上。因此，準(zhǔn)確的測(cè)量介質(zhì)材料的介電常數(shù)與電損耗，將為新材料的開發(fā)提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)。華東理工大學(xué)資源環(huán)境工程與過程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，近年來(lái)一直致力于粉煤灰理化特性的研究，目的是從廢棄的粉煤灰中提煉鋁元素。而經(jīng)過微波活化的粉煤灰的鋁元素浸取率將會(huì)有很大提高。因此，準(zhǔn)確測(cè)量粉煤灰在不同溫度下的介電常數(shù)和電損耗對(duì)分

2、析粉煤灰的理化特性起著至關(guān)重要的作用。因此本論文正是基于這一要求，設(shè)計(jì)一個(gè)介質(zhì)材料介電參量的變溫加熱測(cè)試系統(tǒng)。
　　 本論文采用比較成熟的測(cè)量方法-微波諧振腔微擾法，測(cè)量粉煤灰的介電常數(shù)和電損耗。并根據(jù)這一測(cè)量方法，設(shè)計(jì)系統(tǒng)中所用部分元件，搭建測(cè)試系統(tǒng)。但是由于微波加熱源只能提供單一頻率，所以本文著重研究了在點(diǎn)頻下測(cè)量諧振腔諧振頻率與品質(zhì)因數(shù)的理論與方法。為此，建立了諧振腔的等效電路模型，推導(dǎo)諧振腔品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算方法，并基于六端

3、口技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)五端口網(wǎng)絡(luò)。此外，為使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，建立了誤差模型，以達(dá)到校正測(cè)試系統(tǒng)的目的。最后，設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)測(cè)量軟件，不僅提高了測(cè)量效率，也方便操作者測(cè)試。
　　 本論文的特色與創(chuàng)新之處在于：
　　 (1)找到一種不同于傳統(tǒng)方法(3dB帶寬法)的諧振腔品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算方法。
　　 (2)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)材料在不同溫度下的介電參量的實(shí)時(shí)測(cè)量
　　 (3)確定了諧振腔與外電路的耦合度的封閉式判定方法。