材料非線性的表征及測試方法研究.pdf

1、近年來，隨著雷達(dá)、無線通信、遙感探測等技術(shù)的快速發(fā)展，微波成了現(xiàn)代社會中必不可少的組成部分。由于微波在實際應(yīng)用中的功率和頻率在不斷提升，對于材料在微波大功率條件下的電磁性能的研究變得越發(fā)緊迫且重要。但是在微波大功率條件下材料的電磁特性往往會有別于直流和低頻，而出現(xiàn)一些特殊的現(xiàn)象。目前，關(guān)于材料的電磁參數(shù)隨微波功率變化的研究還非常少。這對于實際應(yīng)用來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以本課題的目的便在于研究材料在微波大功率條件下的特殊現(xiàn)象。此項研究無論在

2、微波領(lǐng)域還是材料領(lǐng)域都具有非常重要的理論和工程意義。
　　材料的非線性是指，材料的電磁參數(shù)，如介電常數(shù)、損耗正切、磁導(dǎo)率等，隨著微波功率或者頻率的變化而產(chǎn)生變化的現(xiàn)象。
　　本課題的主要研究材料電磁參數(shù)由于微波電場強(qiáng)度的變化而產(chǎn)生的非線性現(xiàn)象。為了完成本課題的研究。首先，以課題的研究內(nèi)容為方向，了解并分析了課題相關(guān)的國內(nèi)外的理論與測試技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。其次，分析了在微波大功率條件下材料可能產(chǎn)生的非線性現(xiàn)象及其機(jī)理。并對一些材料

3、的微觀機(jī)理和特殊性質(zhì)進(jìn)行了解和分析。然后，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和功率放大器組建了高功率微波電場作用和測試實驗系統(tǒng)，研制了TM0n0模高功率電場產(chǎn)生諧振系統(tǒng)。最后，選擇一些微波大功率條件下的常用的材料，如石蠟、聚四氟乙烯、鐵電體、惰性氣體等進(jìn)行實驗。實驗結(jié)果表明，鐵電體材料的介電常數(shù)和損耗正切都會隨著微波功率的變化而產(chǎn)生變化。惰性氣體在微波強(qiáng)電場的作用下會被電離而成為等離子體。高損耗的電介質(zhì)，在微波強(qiáng)電場的作用下會迅速吸收能量而升溫，從而導(dǎo)