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准光腔法复介电常数自动测试系统研究

发布时间:2018-01-10 20:12

  本文关键词:准光腔法复介电常数自动测试系统研究 出处:《电子科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 准光学谐振腔 电场幅值分布 复介电常数 测量


【摘要】:近些年来,微波毫米波技术在各个方面不断快速发展,在微波毫米波器件、电路中用到了大量不同种类的电介质材料,其中电介质材料的介电参数对微波毫米波器件、电路的性能又有很大的影响,因此提前准确掌握电介质材料的介电性能显得越发重要。在毫米波段,低损耗电介质材料的复介电常数测量方面,由于准光学谐振腔具有操作简便、模式稀疏、Q值高等许多方面的优点,本文对准光腔法复介电常数自动测试系统的设计进行了相关研究。首先,从束波理论出发系统分析了准光学谐振腔的基本理论,使用MATLAB工具对平凹腔内部高斯波束的电场、能量分布进行了模拟分析,并研究分析了高斯波束在球面镜反射面处的等相位面。根据准光学谐振腔的基本理论,研究并给出了平凹腔详细的分析和设计方法,根据目标设计了工作频率范围在89~105GHz用于测量介质材料复介电常数的平凹腔具体结构尺寸。然后,利用HFSS电磁仿真软件对带耦合孔的平凹腔进行了建模以及三维电磁仿真,得到了腔内比较清晰的跟理论计算模拟图相一致的各模式的电场幅值分布图,并给出了仿真得到的各模式磁场幅值分布图以及较为完整的谐振曲线,各模式谐振频率仿真值与理论计算值非常接近,偏差在3MHz以内。最后,以矢量网络分析仪为基础,组建了准光腔法复介电常数测试系统,研究分析了复介电常数测量原理,确立了测试流程分析了误差源,并在Visual Studio2010平台上使用C++语言设计编写了适用于本测试系统的自动测试软件,实现了对测试系统的自动控制、数据处理、复介电常数求解,最终完成了对整个准光腔法复介电常数自动测试系统的分析和设计。
[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.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM934.33

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本文编号:1406635

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