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    雷竞技app材料的电磁参数测试方法

                   
    更新时间:04-08-2016
                   
    摘要:

    种,微波测量方法采用分布参数系统,成为目前比较主流的电磁参数测量方法。而射频测量方法则采用集总参数回路,具体的 […]

    种,微波测量方法采用分布参数系统,成为目前比较主流的电磁参数测量方法。而射频测量方法则采用集总参数回路,具体的分类如图1
    雷竞技app材料电磁参数测试方法按激励信号的不同,可以分为时域,频域,色散傅里叶变换波普三大类,时域和频域方法分别以阶跃函数的脉冲波、周期函数的正弦波作为激励信号。
    此外色散得里叶变换波普法是以白噪声源作为激励信号。在射频与微波的频率范围内,就测量精度而言,时域方法不如频域方法,而色散傅里叶变换波菅法只能用于远红外亚毫米波段,因此在微波射频频段使用频城方法来测虽材料的电磁参数是比较有效的,如果按照使用频率范围的不同,可以将各种频域测虽方法大致分为微波测量方法和射频测量方法两种,微波测量方法采用分布参数系统,成为目前比较主流的电磁参数测量方法。而射频测量方法则采用集总参数回路,具体的分类如图1

    国内外对射频介质材料介电特性的研究也很多,由于测试材料的使用频率范围不同,介电参数不同,物理状态不同,外形尺寸不同等,为满足其测量需求电磁参数测量方法也变得多种多样。在这里先简单介绍—些目前比较主流的电磁参数测量方法的原理优缺点及使用范围。

    1驻波法

    驻波法也叫做测量线法,它的基本原理是将境充介质样本的波导段或者同轴线作为传输系统的一部分来测量材料的介电参数。其中常用的方法是终端短路法或者终端开路法。如图2所示,待测样品端接在测量系统未端,绕后在它的输出端接上短路器或者开路器,根据待测样品引起的驻波比和驻波节点的偏移,从而能够确定材料的复介电常数。

    优缺点∶驻波法测量的方法及原理清晰,不需要复杂的测量仪器和设备且成本低廉,仅通过测定测量线的终端短路、开路两种状态下的驻波比变化来获得复介电参数,方法简便。但由于微博测量所涉及的是电磁场在传输系统中所呈现的驻波分布问题,往往需要根据手动采集的数据来计算相关微波参数,所以过程繁琐,工作量大,其测量精度很大程度上屈居于测量操作经验,并且对通—样品的不同频率点进行测量将会耗费大量时间精力。

     

    2传输l反射法

     

    传输反射法是将待测材料样本放入同轴空气线中,电磁波在传输线的空腔中传输时,当遇到待测介质样本,一部分电磁波会直接透射过去,另一部分则被反射回来,在这个过程中同事伴随着相位的偏移和能量的衰减。现将整个同轴测试系统等效为一个二端口网络。如图3和图4,通过矢量网络分析仪测虽两个病口的散射参数,从而通过相关算法反演出材料的复介电参数。

     

     

    优缺点:该方法公式推导较为简单,可以进行扫频测量,且测量频带较宽,也有较高的测量进度,但由于受到测试材料形状的限制,使得该测虽方法具有破坏性,所以并不适合用于现场测量,并且当试样厚度为介质半波长的整数倍时,测试结果会出现较大的偏差,产生所调的厚度谐振问题,若采用传动的算法,还会出现多值性问题,另外,该方法目前还无法测量厚度远小于介质波长的"极薄"材料。当放入同轴空气线中的材料与同轴内壁不紧密粘合时,会使得测量误差增大。

     

    3开口同轴探头法

     

    开口同轴探头法是将介质基片样本紧贴在终谎开口的同轴线的未端,通过对介质基片内和通州线体内的电磁场的测量及计算来得到所需要的电磁参数。这种方法是基于耦合模技术,变分法,格林函数,hankel变换,bessel函数的正交性等方法来实现测量的,基本原理如图5和图6所示

     

    优缺点:开口同轴探头法具有非破坏性,快速,操作简便等诸多特点,且不需要检测相位信息,适用于现场测量,单其测量精度收到一定的限制,他的终端可以加无限大的介质,只要平面平滑即可,切在一般情况下,介质以为的辐射是比较小的,所以可以不考虑幅射带来的损耗,该方法一般可以配合FDT法来进行计算,由于必须采用场的方法来计算所需要的介电常数,所以一股情况下计算较为复杂,很难得到解析解,所以必须借助于数值软件和方法来完成计算。

     

    4白由空问法

     

    自由空间法是利用聚焦透镜喇叭天线将电磁波辐射到自由空间,当遇到待测样品是,电磁波发生反射和透射。利用天线接收这些反射和透射信号,并且您略侍测样品边绿绕射的影响,最后计算出介质材料的电磁参数。基本原理如图7所示,先令扫频源发出微波能量,经过大测样品透射后,在接收端进行检波,之后再由标量网络分析仪测出传输系数的模值,最后在通过总线送回计算机进行数据处理和计算。

     

    优缺点:自由空间法的样品制备较为容易,值需要一块相对面积足够大切表面平摊的介质材料,以避免电磁波绕射的影响,它可以对材料进行取向测试,以满足常规测试和某些特殊测试的需要,看实现对介质材料复介电常数的宽频带扫频测量,可完成一定测试场合的非损伤测试,测试系统的标准也较为简单,但计算过于复杂,需要通过复杂的算法将实验测量值推算出材料的电磁参数。