同轴开放式谐振腔介电性能测试技术研究

发布时间：2017-09-03 07:28

  本文关键词：同轴开放式谐振腔介电性能测试技术研究

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【摘要】：同轴开放式谐振腔(或传输线传感器)微波复介电常数测试技术以其较宽的频带、灵活的样品形状和尺寸、可以进行无损测试等优点,在诸如航空航天、生物化工、医学等领域中发挥着巨大的作用。根据课题要求,本文对同轴开放式谐振腔微波材料复介电常数测试技术进行研究,设计了硬件测试系统,并结合两种不同的算法,对多种微波样品进行复介电常数测试。首先设计硬件测试系统的核心部分——同轴开放式谐振腔腔体。利用同轴波导设计的一些准则,得到谐振腔内外导体的尺寸,结合与品质因数相关的因素,确定开路的一端采用渐变式结构。研究谐振腔的耦合方式以及耦合装置位置对谐振腔特性参数的影响,确定使用弱的磁耦合方式以及耦合装置的相对位置。利用HFSS软件对设计的谐振腔进行建模仿真,并加工调试,完成良好性能的谐振腔设计。其次,从两个方向对测试算法进行研究:基于微扰的数值分析算法和等效集总参数法。在腔体开路端放置样品前后,谐振腔会发生微扰使其特性参数改变,利用3D全波分析计算软件对腔体建模仿真,得到基本参考数据库,再从数值分析的角度求解材料复介电常数与腔体特性参数相对变化量的函数关系;根据腔体的等效RLC串联谐振回路,结合材料分层测试理论,得到目标函数方程。最后,设计样品测试夹具、加压装置以及校准装置,组装调试实验测试系统,并对石英、聚四氟乙烯、氧化铍、FR-4以及纯净水、酒精进行测试,分别利用两种算法对数据进行处理和结果对比分析,并做误差讨论。从结果分析可以得出,测试系统达到测试指标:测试频率:300MHz-5GHz(5个频点)测试样品:固体材料、液体材料测试误差低损耗材料高损耗材料
【关键词】：同轴开放式谐振腔 数值分析 等效集总参数 分层测试 复介电常数测试
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM934.33

【参考文献】

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1 李海龙;朱磊宁;谢苏江;;聚四氟乙烯改性及其应用[J];液压气动与密封;2012年06期

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本文编号：783676