本文關(guān)鍵詞：微波材料復(fù)介電常數(shù)三維分布測(cè)試技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 同軸開放式諧振腔 高Q腔 復(fù)介電常數(shù) 單層材料測(cè)試 雙層材料測(cè)試 多層材料測(cè)試

【摘要】：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,論證了同軸開放式諧振腔測(cè)試系統(tǒng)用于單層材料測(cè)試時(shí),能夠滿足課題指標(biāo)如下：測(cè)試溫度：25℃測(cè)試頻率：1-5GHz測(cè)試范圍：相對(duì)介電常數(shù)εr：1～5損耗角正切tanδ:1×10～5×10-3測(cè)試誤差：|△εr/εr|≤4.0% |△tanδ|≤20%×tanδ+5×104
【關(guān)鍵詞】：同軸開放式諧振腔 高Q腔 復(fù)介電常數(shù) 單層材料測(cè)試 雙層材料測(cè)試 多層材料測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM934.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及意義11
• 1.2 復(fù)介電常數(shù)測(cè)試方法11-13
• 1.3 非均勻材料介電常數(shù)測(cè)試國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)13-15
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 測(cè)試系統(tǒng)腔體設(shè)計(jì)17-32
• 2.1 理論分析17-24
• 2.1.1 微波諧振腔17-19
• 2.1.1.1 諧振腔的諧振頻率18-19
• 2.1.1.2 諧振腔的品質(zhì)因數(shù)19
• 2.1.2 同軸線TEM波的傳輸特性19-22
• 2.1.3 高Q腔TE01p模場(chǎng)分布22-24
• 2.2 同軸開放式諧振腔的設(shè)計(jì)24-29
• 2.2.1 腔體設(shè)計(jì)原則24-26
• 2.2.2 耦合裝置的設(shè)計(jì)26-28
• 2.2.3 腔體總體仿真28-29
• 2.3 測(cè)試用高Q腔的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 測(cè)試原理分析32-50
• 3.1 同軸開放式諧振腔測(cè)試原理32-45
• 3.1.1 同軸開放式諧振腔的等效電路32-34
• 3.1.2 單層材料測(cè)試原理34-36
• 3.1.3 多層材料測(cè)試原理36-45
• 3.1.3.1 精確場(chǎng)解法36-43
• 3.1.3.2 基于微擾原理的等效法43-45
• 3.2 高Q腔法雙層材料測(cè)試原理45-49
• 3.2.1 介電常數(shù)求解公式46-48
• 3.2.2 損耗角正切的求解公式48-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第四章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與搭建50-62
• 4.1 同軸開放式測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組裝50-53
• 4.1.1 測(cè)試腔體的設(shè)計(jì)與組裝50-51
• 4.1.2 加壓裝置設(shè)計(jì)51
• 4.1.3 樣品三維移動(dòng)裝置51-52
• 4.1.4 測(cè)試系統(tǒng)底座設(shè)計(jì)52-53
• 4.2 高Q腔測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組裝53-55
• 4.2.1 主腔體設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.2 高Q腔上端蓋設(shè)計(jì)54-55
• 4.3 測(cè)試系統(tǒng)組裝調(diào)試55-58
• 4.3.1 同軸開放式諧振腔測(cè)試系統(tǒng)調(diào)試55-56
• 4.3.2 高Q腔測(cè)試系統(tǒng)組裝調(diào)試56-58
• 4.4 測(cè)試算法的校準(zhǔn)58-61
• 4.4.1 同軸開放式諧振腔單層算法校準(zhǔn)58-59
• 4.4.2 基于微擾原理的等效算法校準(zhǔn)59-61
• 4.4.3 高Q腔多層算法校準(zhǔn)61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 樣品制作及測(cè)試步驟與誤差分析62-75
• 5.1 測(cè)試樣品的制作62-65
• 5.1.1 同軸腔單層樣品制作要求62-64
• 5.1.2 同軸腔非均勻樣品制作要求64
• 5.1.3 高Q腔雙層樣品制作要求64-65
• 5.2 測(cè)試步驟65-73
• 5.2.1 同軸腔單層材料測(cè)試步驟65-67
• 5.2.2 高Q腔雙層材料測(cè)試步驟67-68
• 5.2.3 同軸腔多層材料測(cè)試步驟68-73
• 5.3 誤差分析73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論75-77
• 6.1 課題研究?jī)?nèi)容與研究成果75-76
• 6.2 后續(xù)研究展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 碩士期間取得的研究成果81-82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：912735