本文選題：復(fù)介電常數(shù)　切入點：高次模　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著微波技術(shù)日新月異的發(fā)展,材料介電特性的研究與測量是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的重要組成部分,也廣泛的應(yīng)用于能源、通訊、生物醫(yī)療、電子等等的各個領(lǐng)域,介質(zhì)復(fù)介電常數(shù)測試研究顯得尤為重要。同時隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,自動化測量技術(shù)越來越多的應(yīng)用到微波測試領(lǐng)域,在復(fù)介電常數(shù)測試中更加高效的完成復(fù)介電常數(shù)的測試顯得十分必要。新型材料的不斷出現(xiàn),納米材料以其獨特的特性在微波領(lǐng)域扮演者越來越重要的角色,納米材料介電特性的研究已經(jīng)成為當(dāng)下研究的熱點。本文與大多數(shù)復(fù)介電常數(shù)采用的測試方法不同的是,我們應(yīng)用高次模模式進(jìn)行復(fù)介電常數(shù)的測量,不僅有利于觀察材料介電特性的高頻特性也有利于數(shù)據(jù)的處理分析。基于實驗室現(xiàn)有條件,選取了矩形諧振腔微擾法進(jìn)行復(fù)介電常數(shù)測試,同時利用電磁仿真軟件HFSS綜合選取了0～3GHz頻段內(nèi)的高次模模式,并進(jìn)行模式分析,最后確定選取測試用的頻點模式。接著推導(dǎo)了矩形諧振腔微擾法復(fù)介電常數(shù)計算公式,并給出了實際測試中需要的測試參量�；贚abVIEW2012完成了復(fù)介電常數(shù)自動測試軟件的編寫,使其能夠高效的控制AV3620A矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測試。為驗證測試系統(tǒng)的正確性與穩(wěn)定性,測試了聚四氟乙烯、樹脂玻璃、尼龍的復(fù)介電常數(shù),測試結(jié)果顯示其穩(wěn)定性良好精度較高。伴隨著納米材料的涌現(xiàn),以碳納米管為代表的等一批新型微波吸波材料的介電特性的精確測量也逐步深入。文中采用碳納米管與液體石蠟混合這一新穎的方式進(jìn)行混合物的制備與測量。這種方式改善了混合過程中的均勻性,從而減少了樣品制備過程中的誤差,增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,用編寫的自動測試系統(tǒng)測試了碳納米管/石蠟混合物的介電特性,結(jié)果顯示其具有較好的吸波特性。最后文中給出了一種基于HFSS仿真軟件非標(biāo)準(zhǔn)樣品復(fù)介電常數(shù)的數(shù)據(jù)修正,對于一些非標(biāo)準(zhǔn)樣品的復(fù)介電常數(shù)的測試?yán)脤嶒灉y試與仿真相結(jié)合的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)修正,驗證了高損耗非標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)據(jù)修正值,結(jié)果顯示其與標(biāo)準(zhǔn)值相差較小,在無法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測量的情況下可以作為其介電特性的參考。
[Abstract]:With the rapid development of microwave technology, the study and measurement of dielectric properties of materials is an important part in the field of modern science and technology. It is also widely used in energy, communications, biomedical, electronics and other fields. The study of dielectric complex dielectric constant measurement is particularly important. At the same time, with the development of computer technology, automatic measurement technology is more and more used in the field of microwave measurement. It is necessary to test the complex dielectric constant more efficiently in the measurement of complex dielectric constant. With the development of new materials, nanomaterials play a more and more important role in the field of microwave because of their unique characteristics. The study of dielectric properties of nanocrystalline materials has become a hot topic. In this paper, we use high order mode mode to measure complex dielectric constant, which is different from most methods of measuring complex dielectric constant. It is beneficial not only to observe the high frequency characteristics of dielectric properties of materials, but also to process and analyze the data. Based on the existing conditions in the laboratory, the rectangular resonator perturbation method is selected to measure the complex dielectric constant. At the same time, the electromagnetic simulation software HFSS is used to synthetically select the high order mode in the 0 ~ 3 GHz frequency band, and the mode analysis is carried out. Finally, the frequency point mode for testing is determined. Then, the formula for calculating complex dielectric constant of rectangular resonator perturbation method is derived. Based on LabVIEW2012, the automatic test software of complex dielectric constant is written, which can efficiently control the AV3620A vector network analyzer for testing. In order to verify the correctness and stability of the test system, the paper gives the test parameters needed in the actual test. The complex permittivity of polytetrafluoroethylene, resin glass and nylon has been tested. The accurate measurement of dielectric properties of some new microwave absorbing materials, such as carbon nanotubes (CNTs), has also been carried out step by step. In this paper, a novel method of mixing carbon nanotubes with liquid paraffin is used to prepare and measure the mixture. This approach improves the uniformity in the mixing process, This reduces the error in the process of sample preparation, increases the accuracy of the data, and tests the dielectric properties of the carbon nanotube / paraffin mixture with the developed automatic test system. The results show that it has good absorbing characteristics. Finally, a data correction of complex dielectric constant of non-standard samples based on HFSS simulation software is presented. For the test of complex dielectric constant of some non-standard samples, the data correction of high loss non-standard samples is verified by the method of combining experiment and simulation. The result shows that the difference between the complex dielectric constant of some non-standard samples and the standard value is small. It can be used as a reference for dielectric properties when standard measurement can not be carried out.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN015

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