杆状电介质材料微波性能均匀性测试技术研究
发布时间：2021-01-12 09:32
介质材料作为电磁波传播的重要媒质,其微波性能是表征微波传输特性的核心指标。介质材料微波性能及其均匀性作为材料合格性评估的一项重要指标,若其测试不准确或未知,将对器件、系统及整机性能发挥造成极大影响,甚至无法正常工作。介质材料微波性能的两大核心表征参数是介电常数和介电损耗,属于材料的本征参数。现有介电参数均匀性分布测试方法及系统,最小测试间距受限于测试夹具的结构尺寸,导致无法获得更小距离分辨的均匀性分布性能。对于高衰减或涂覆衰减层的介质材料,在现有衰减量测试方法及系统中,测试间距分辨率不高以及电场环境的模拟不准确,导致衰减量测试偏差大的问题仍然存在。针对上述问题,本文从理论研究、测试建模和系统研制三大方面,开展介质材料微波性能及其均匀性分布测试研究,主要针对介质材料的复介电常数和衰减量三项微波性能参数进行均匀性分布测试研究。在分析研究已有测试方法及系统的基础上,针对复介电常数分布测试,提出基于微扰法的相邻样品段比对测试模型和样品分段模式匹配测试模型,解决了样品部分填充时的介电测试问题,有效提高测试间距分辨率,另外基于模式匹配场分析对样品偏心测试模型进行完善。研制了多腔体级联的介电分布测试...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
平行板电容法测试模型[2]
谐振等效电路[26]。
在非谐振法中[27-28],材料的微波性能主要是由传输线的阻抗、材料中波速以及网络参数等推导得到,可用于宽频率范围内材料的电磁参数测试。如图1-3所示[28],当电磁波从一种材料传播至另外一种材料(通常是从空气到待测材料)中,波阻抗和波速的变化将引起部分电磁波在两种材料界面间反射。测试界面处电磁波的反射和传输可以得到材料的介电参数和磁导率的关系。非谐振法主要包括反射法和传输/反射法,其中反射法包括开路、短路和表面阻抗测量反射法。在反射法中,待测材料放置在传输线的终端,通常为开路端或短路端,通过样品的反射系数计算得到材料的微波性能;在传输/反射法中,待测材料填充在电磁波传播路径的一段区域中,材料的微波性能通常是从样品的传输和反射系数计算得出。原理上讲,所有类型的传输线都可以用作为介质材料测试夹具,如同轴线、空心金属波导(矩形波导、圆波导等)、平面传输线以及自由空间等。下面以测试精度较高的同轴线传输反射法为例,介绍其测试原理,其他测试方法的基本理论与同轴线类似,不作进一步介绍。同轴传输线的特征阻抗Z0可表示为:
【参考文献】：
期刊论文
[1]介质材料介电常数均匀性测试评价系统[J]. 高冲,李恩,李灿平,余承勇,王强. 宇航材料工艺. 2019(04)
[2]椭球体等形状介质的退极化因子[J]. 王本阳,毛晓芹,王新顺,张立彬. 大学物理. 2018(05)
[3]介电功能梯度材料在电气绝缘领域的研究进展[J]. 张冠军,李文栋,刘哲,苏国强,宋佰鹏,解瑞东,邓军波. 中国电机工程学报. 2017(14)
[4]基于PMAC的行波管夹持杆电阻测试控制系统设计[J]. 杨旭东,徐海亭. 机械制造. 2014(02)
[5]基于VISA库及SCPI命令的仪器程控测量[J]. 秦凡,韦高. 现代电子技术. 2011(11)
[6]高Q腔法测试透波材料毫米波复介电常数[J]. 吴超,李恩,郭高凤,何凤梅. 宇航材料工艺. 2009(01)
[7]脊波导TRL校准技术的研究[J]. 李恩,向志军,郭高凤,张其劭. 仪器仪表学报. 2006(09)
[8]AlN-C（石墨）复相材料微波衰减性能的研究[J]. 步文博,丘泰,徐洁,沈春英. 电子元件与材料. 2003(02)
[9]分层媒质复介电常数测量的一种方法[J]. 马国田,梁昌洪. 微波学报. 2000(02)
[10]分层介质的无损测量方法[J]. 崔铁军,梁昌洪. 无损检测. 1994(10)
博士论文
[1]金刚石在TWT及MPM中的应用关键技术研究[D]. 谢扩军.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]多层微波电介质材料无损测试技术研究[D]. 郝树科.电子科技大学 2017
[2]平面龙伯透镜天线设计[D]. 牛德鹏.国防科学技术大学 2016
[3]微波材料复介电常数三维分布测试技术研究[D]. 徐金秋.电子科技大学 2016
[4]行波管关键工艺技术研究[D]. 梁田.电子科技大学 2016
[5]同轴开放式谐振腔介电性能测试技术研究[D]. 田锟鹏.电子科技大学 2015
[6]行波管夹持杆衰减涂层轴向衰减分布测试系统的软件设计[D]. 巩峰.电子科技大学 2011
[7]夹持杆衰减涂层轴向衰减分布测试系统研究[D]. 刘其强.电子科技大学 2011
[8]用准光腔法测大面积介质片复介电常数及其分布[D]. 雷丹.电子科技大学 2006
[9]用准光腔自动测试大面积介质片复介电常数的平面分布[D]. 李宏彦.电子科技大学 2006
本文编号：2972609
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
平行板电容法测试模型[2]
谐振等效电路[26]。
在非谐振法中[27-28],材料的微波性能主要是由传输线的阻抗、材料中波速以及网络参数等推导得到,可用于宽频率范围内材料的电磁参数测试。如图1-3所示[28],当电磁波从一种材料传播至另外一种材料(通常是从空气到待测材料)中,波阻抗和波速的变化将引起部分电磁波在两种材料界面间反射。测试界面处电磁波的反射和传输可以得到材料的介电参数和磁导率的关系。非谐振法主要包括反射法和传输/反射法,其中反射法包括开路、短路和表面阻抗测量反射法。在反射法中,待测材料放置在传输线的终端,通常为开路端或短路端,通过样品的反射系数计算得到材料的微波性能;在传输/反射法中,待测材料填充在电磁波传播路径的一段区域中,材料的微波性能通常是从样品的传输和反射系数计算得出。原理上讲,所有类型的传输线都可以用作为介质材料测试夹具,如同轴线、空心金属波导(矩形波导、圆波导等)、平面传输线以及自由空间等。下面以测试精度较高的同轴线传输反射法为例,介绍其测试原理,其他测试方法的基本理论与同轴线类似,不作进一步介绍。同轴传输线的特征阻抗Z0可表示为:
【参考文献】：
期刊论文
[1]介质材料介电常数均匀性测试评价系统[J]. 高冲,李恩,李灿平,余承勇,王强. 宇航材料工艺. 2019(04)
[2]椭球体等形状介质的退极化因子[J]. 王本阳,毛晓芹,王新顺,张立彬. 大学物理. 2018(05)
[3]介电功能梯度材料在电气绝缘领域的研究进展[J]. 张冠军,李文栋,刘哲,苏国强,宋佰鹏,解瑞东,邓军波. 中国电机工程学报. 2017(14)
[4]基于PMAC的行波管夹持杆电阻测试控制系统设计[J]. 杨旭东,徐海亭. 机械制造. 2014(02)
[5]基于VISA库及SCPI命令的仪器程控测量[J]. 秦凡,韦高. 现代电子技术. 2011(11)
[6]高Q腔法测试透波材料毫米波复介电常数[J]. 吴超,李恩,郭高凤,何凤梅. 宇航材料工艺. 2009(01)
[7]脊波导TRL校准技术的研究[J]. 李恩,向志军,郭高凤,张其劭. 仪器仪表学报. 2006(09)
[8]AlN-C（石墨）复相材料微波衰减性能的研究[J]. 步文博,丘泰,徐洁,沈春英. 电子元件与材料. 2003(02)
[9]分层媒质复介电常数测量的一种方法[J]. 马国田,梁昌洪. 微波学报. 2000(02)
[10]分层介质的无损测量方法[J]. 崔铁军,梁昌洪. 无损检测. 1994(10)
博士论文
[1]金刚石在TWT及MPM中的应用关键技术研究[D]. 谢扩军.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]多层微波电介质材料无损测试技术研究[D]. 郝树科.电子科技大学 2017
[2]平面龙伯透镜天线设计[D]. 牛德鹏.国防科学技术大学 2016
[3]微波材料复介电常数三维分布测试技术研究[D]. 徐金秋.电子科技大学 2016
[4]行波管关键工艺技术研究[D]. 梁田.电子科技大学 2016
[5]同轴开放式谐振腔介电性能测试技术研究[D]. 田锟鹏.电子科技大学 2015
[6]行波管夹持杆衰减涂层轴向衰减分布测试系统的软件设计[D]. 巩峰.电子科技大学 2011
[7]夹持杆衰减涂层轴向衰减分布测试系统研究[D]. 刘其强.电子科技大学 2011
[8]用准光腔法测大面积介质片复介电常数及其分布[D]. 雷丹.电子科技大学 2006
[9]用准光腔自动测试大面积介质片复介电常数的平面分布[D]. 李宏彦.电子科技大学 2006
本文编号：2972609
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