【摘要】：微波介質(zhì)材料普遍應(yīng)用于軍事、航空航天設(shè)備以及醫(yī)學(xué)器件等各個高端前沿領(lǐng)域,其在軍事技術(shù)上的優(yōu)勢表現(xiàn)得更加顯著,尤其是在電子對抗技術(shù)領(lǐng)域的巨大需求,也更加促進微波介質(zhì)材料技術(shù)研究的進步和發(fā)展。電磁參數(shù)是表征材料介電性能的重要依據(jù),因而精確地測量出所需微波材料的電磁特性參數(shù)就顯得尤為重要。在本文中,我們分析了當(dāng)前介電材料測試方法在國內(nèi)外的發(fā)展,列舉了不同的介質(zhì)參數(shù)測試原理,基于各種測試方法自身的優(yōu)缺點以及本系統(tǒng)的測試要求,最終選擇圓柱諧振腔微擾法來進行材料介電常數(shù)的測試,并設(shè)計了一個能工作在1~6GHz的0n0TM模式的圓柱諧振腔,搭建了一套能實現(xiàn)常溫~800℃的復(fù)介電常數(shù)變溫測試系統(tǒng),在測試過程中,發(fā)現(xiàn)樣品、腔體以及樣品導(dǎo)向桿和剛玉管之間不能達到理想的完全貼合,中間的空氣縫隙會影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此根據(jù)圓坐標(biāo)系中的波動方程同時結(jié)合場邊界條件推導(dǎo)出多層介質(zhì)加載樣品的特征方程,并使用MATLAB編寫了相應(yīng)的算法,對加載樣品和測試夾具之間的縫隙進行修正,從而保證了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。使用USB總線數(shù)據(jù)采集卡,編寫相應(yīng)的程控代碼對氣動裝置開關(guān)進行控制,實現(xiàn)了測試系統(tǒng)的自動控制。當(dāng)樣品被加熱到所需溫度后,快速移動裝置會將樣品迅速送到樣品測試區(qū)域進行測量,為了保證測試時樣品溫度的穩(wěn)定性,確保所需溫度下樣品測試的精確度,就要求當(dāng)樣品被送至諧振腔后矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(以下簡稱矢網(wǎng))必須在幾秒鐘內(nèi)快速測得樣品的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù),即系統(tǒng)能實現(xiàn)樣品的快速實時測試。因此本文軟件中矢網(wǎng)控制部分加入了單次觸發(fā)矢網(wǎng)的控制程序,外部硬件部分通過感應(yīng)開關(guān)以及觸發(fā)分壓電路連接矢網(wǎng)的觸發(fā)接口,當(dāng)樣品被送至諧振腔內(nèi)的同時,光電傳感器感應(yīng)到此信號,然后通過觸發(fā)分壓電路使矢網(wǎng)實時接收到相應(yīng)的觸發(fā)信號并開始測量,以此實現(xiàn)對矢網(wǎng)的單次觸發(fā),從而達到對樣品快速測試的目的,最后完成整個變溫測試系統(tǒng)的介電性能快速自動測試。利用本文所搭建的測試系統(tǒng)完成了對石英樣品的高溫復(fù)介電常數(shù)測試,根據(jù)測試誤差理論對相應(yīng)的測試結(jié)果進行分析,并找出相應(yīng)的誤差來源,同時也給出了介電常數(shù)和損耗角正切的誤差公式。本系統(tǒng)的最終測試指標(biāo):測試溫度:常溫~800℃測試頻率:1~6GHz測試范圍:介電常數(shù)損耗角正切測試誤差:室溫:高溫
[Abstract]:Microwave dielectric materials are widely used in military, aerospace equipment and medical devices, etc. Their advantages in military technology are more prominent, especially in the field of electronic countermeasures technology. It also promotes the progress and development of microwave dielectric material technology. Electromagnetic parameters are important to characterize the dielectric properties of materials, so it is very important to accurately measure the electromagnetic properties of microwave materials. In this paper, we analyze the current development of dielectric testing methods at home and abroad, enumerate the different dielectric parameters testing principles, based on the advantages and disadvantages of various testing methods and the testing requirements of the system. Finally, the cylindrical resonator perturbation method is chosen to measure the dielectric constant of materials, and a cylindrical resonator which can work in the 0n0TM mode of 1~6GHz is designed, and a set of complex dielectric constant temperature measurement system can be realized at 800 鈩，

本文編號：2192392