本文關(guān)鍵詞：準(zhǔn)光腔法復(fù)介電常數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 準(zhǔn)光學(xué)諧振腔 電場(chǎng)幅值分布 復(fù)介電常數(shù) 測(cè)量

【摘要】：近些年來(lái),微波毫米波技術(shù)在各個(gè)方面不斷快速發(fā)展,在微波毫米波器件、電路中用到了大量不同種類的電介質(zhì)材料,其中電介質(zhì)材料的介電參數(shù)對(duì)微波毫米波器件、電路的性能又有很大的影響,因此提前準(zhǔn)確掌握電介質(zhì)材料的介電性能顯得越發(fā)重要。在毫米波段,低損耗電介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)測(cè)量方面,由于準(zhǔn)光學(xué)諧振腔具有操作簡(jiǎn)便、模式稀疏、Q值高等許多方面的優(yōu)點(diǎn),本文對(duì)準(zhǔn)光腔法復(fù)介電常數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)研究。首先,從束波理論出發(fā)系統(tǒng)分析了準(zhǔn)光學(xué)諧振腔的基本理論,使用MATLAB工具對(duì)平凹腔內(nèi)部高斯波束的電場(chǎng)、能量分布進(jìn)行了模擬分析,并研究分析了高斯波束在球面鏡反射面處的等相位面。根據(jù)準(zhǔn)光學(xué)諧振腔的基本理論,研究并給出了平凹腔詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)方法,根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)了工作頻率范圍在89~105GHz用于測(cè)量介質(zhì)材料復(fù)介電常數(shù)的平凹腔具體結(jié)構(gòu)尺寸。然后,利用HFSS電磁仿真軟件對(duì)帶耦合孔的平凹腔進(jìn)行了建模以及三維電磁仿真,得到了腔內(nèi)比較清晰的跟理論計(jì)算模擬圖相一致的各模式的電場(chǎng)幅值分布圖,并給出了仿真得到的各模式磁場(chǎng)幅值分布圖以及較為完整的諧振曲線,各模式諧振頻率仿真值與理論計(jì)算值非常接近,偏差在3MHz以內(nèi)。最后,以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為基礎(chǔ),組建了準(zhǔn)光腔法復(fù)介電常數(shù)測(cè)試系統(tǒng),研究分析了復(fù)介電常數(shù)測(cè)量原理,確立了測(cè)試流程分析了誤差源,并在Visual Studio2010平臺(tái)上使用C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)編寫了適用于本測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)試軟件,實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、復(fù)介電常數(shù)求解,最終完成了對(duì)整個(gè)準(zhǔn)光腔法復(fù)介電常數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。
[Abstract]:In recent years, microwave millimeter wave technology in various aspects of rapid development, in microwave millimeter wave devices, circuit use of a large number of different kinds of dielectric materials. The dielectric parameters of dielectric materials have great influence on the performance of microwave millimeter wave devices, so it is more and more important to master the dielectric properties of dielectric materials in advance. In the measurement of complex dielectric constant of low loss dielectric materials, quasi optical resonator has many advantages, such as simple operation, high mode sparse Q value and so on. In this paper, the design of the optical cavity method complex dielectric constant automatic measurement system is studied. Firstly, the basic theory of quasi-optical resonator is analyzed systematically from the beam wave theory. The electric field and energy distribution of Gao Si beam in flat cavity are simulated by MATLAB. The equal phase surface of Gao Si beam at the reflector of spherical mirror is studied and analyzed. According to the basic theory of quasi-optical resonator, the detailed analysis and design method of plane-concave cavity is given. According to the target, the structure size of the flat cavity is designed to measure the complex dielectric constant of dielectric material in the operating frequency range of 89 ~ 105GHz. The modeling and 3D electromagnetic simulation of a planar cavity with coupling holes are carried out by using HFSS electromagnetic simulation software, and the electric field amplitude distribution diagram of each mode is obtained, which is consistent with the theoretical simulation diagram. The magnetic field amplitude distribution of each mode and the resonance curve obtained by simulation are also given. The simulation results of each mode resonance frequency are very close to the theoretical calculation value, and the deviation is less than 3 MHz. Finally. Based on the vector network analyzer, a quasi optical cavity method complex dielectric constant measurement system is established, the principle of complex dielectric constant measurement is analyzed, and the error source is established. The automatic test software is designed on the platform of Visual Studio2010 with C language. It realizes the automatic control and data processing of the test system. Finally, the analysis and design of the whole automatic measurement system of the complex dielectric constant of the quasi-optical cavity method is completed by solving the complex dielectric constant.
【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】：2014
【分類號(hào)】：TM934.33

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本文編號(hào)：1406635