(实验室装置)波导法测量介电常数PPT课件12.ppt
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1、波导传输/反射法测量介质介电常数,自然界中大多数物质在微波波段都呈现为有损耗的绝缘体,称之为电介质,简称介质。介质在电场的作用下都会发生极化现象,即介质在外加电场的作用下其内部的正负电荷向着相反方向发生微小位移,从而产生许多电偶极矩。介质极化后在介质内部产生一个极化电场,这个电场的方向与外加电磁场的方向相反,大小与介质的极化程度、物质成分和物理状态,外界温度频率等有关。 介质的介电常数定义为电通量D与外加电场强度E的比值,是一个用来衡量介质中的电荷在外加电磁场作用下发生极化后的分布情况的一个常量,介电常数,介电常数是一个由本身性质和外界环境共同决定的反映介质电特性的物理量。 宏观上反映介质对电
2、磁波辐射,散射,反射,吸收,传输等特性,微观上反映物质内部化学和物理结构。 通过它将介质极化的宏观现象和介质的微观结构联系起来。,物质在静电场中(无电磁波时)的介电常数是一个标量,实数 物质在交变电场中(有电磁波时)的介电常数是一个复数 介电常数的虚部反映波传播的损耗,实部反映波传播时状态的改变,如相位,相速,波阻抗等的改变。,介电常数测量方法,传输线法如波导法,同轴线,带状线 将被测介质作为传输线的一部分,测量负载(被测介质)在传输线(传输系统)上的行驻波分布,测量其驻波系数,波节点位置(相位),以此计算负载的反射系数,阻抗,网络参量等,进而实现其介电常数的反演,谐振腔法将被测介质放入谐振腔
3、中,引起谐振频率和品质因数变化,其测得的变化值与介质的介电常数有定量关系 自由空间波法光学方法。通过测量介质的折射率,得到其与介电常数的定量关系。,波导传输/反射法,NRW传输/反射法:将待测样品作为二端口网络,测量两个端口的s参数,即s11,s21,s22,s12,然后根据测得的s参数算出介质的介电常数 该可以方法测量介质复介电常数,适应于同轴和波导系统,采用同轴线时传输波为TEM波,而波导系统中传输的是TE10波。 该方法的优点是简单且具有较的高精度,然而,该方法存在厚度谐振,多值,以及不易测量极薄材料等问题 。,Wave-guide method dielectric constant
4、measuring system,The Parts in the Wave-guide method dielectric constant measuring system,同轴线校准 同轴波导校准,一.矢量网络分析仪同轴线校准,打开矢量网络分析仪,设置好扫描频率(24G),点数(801),扫描时间(6ms) 为了将测量的二端口网络散射参数校准到同轴线的端口,要先使用矢量网络分析仪的标准件(开路器,短路器,匹配负载,直通)和自带的校准程序进行校准,二.同轴波导校准,为了将同轴线两端口的散射参数校准到测量波导的两 个端面,需要进行非标准件和自己编写的校准程序进 行同轴波导校准 将两转换头波导
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