隨著微波技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)微波介質(zhì)材料提出了新的要求，對(duì)介質(zhì)材料的各種性能的測(cè)量有了更多的需求，復(fù)介電常數(shù)是介質(zhì)的一個(gè)主要參數(shù)，本文就微波介質(zhì)復(fù)介電常數(shù)測(cè)量的帶狀線法進(jìn)行了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，并重點(diǎn)就基于VC++ 所編制的自動(dòng)測(cè)量程序做了相關(guān)的論述。自動(dòng)化測(cè)量可以大大提高我們的工作效率。
近年來(lái)，微波技術(shù)發(fā)展很快，微波技術(shù)向小型化，集成化方向發(fā)展，這樣就對(duì)微波介質(zhì)材料提出了新的要求。復(fù)介電常數(shù)是表征介質(zhì)微波性質(zhì)的基本參數(shù)。人們針對(duì)介質(zhì)復(fù)介電常數(shù)的測(cè)量已經(jīng)做了很多工作，針對(duì)介質(zhì)材料的表觀采取了不同的測(cè)試方法，每一種測(cè)試方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。本文主要介紹可以測(cè)得寬頻帶下微波復(fù)介電常數(shù)的帶狀線法及基于VC++ 編寫(xiě)的介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。
1、介質(zhì)復(fù)介電常數(shù)
復(fù)介電常數(shù)
2、帶狀線法測(cè)試原理
2.1、測(cè)試原理
上圖為帶狀線示意圖，待測(cè)介質(zhì)片以及金屬導(dǎo)帶外加金屬接地板構(gòu)成帶狀線傳輸線。兩端開(kāi)路可形成諧振，諧振頻率f0與介質(zhì)材料的介電常數(shù)ε′有關(guān)，固有品質(zhì)因數(shù)Q0 和介質(zhì)損耗角正切tand 有關(guān)系。帶狀線法測(cè)介質(zhì)復(fù)介電常數(shù)可等效為測(cè)量帶狀線諧振系統(tǒng)的諧振頻率f0 和固有品質(zhì)因數(shù)Q0。
2.2、測(cè)試系統(tǒng)
如右圖所示為測(cè)試系統(tǒng)框圖，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)可以很直觀并且很快速的得到測(cè)量結(jié)果，適合于掃頻測(cè)量。
2.3、測(cè)試過(guò)程
1)矢網(wǎng)開(kāi)機(jī)預(yù)熱30 分鐘，必要的時(shí)候要重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
2)按照要求將測(cè)試系統(tǒng)與矢網(wǎng)連接起來(lái)，給帶狀線加適當(dāng)?shù)膲毫σ允菇橘|(zhì)片之間的空氣隙盡量的小。
3)調(diào)節(jié)耦合機(jī)構(gòu)以得到合適的耦合量。
4)找到一個(gè)我們要測(cè)量的謝振峰，將中心頻率設(shè)為此謝振峰諧振頻率，調(diào)節(jié)span 使此峰完全放在屏幕上，并且能夠找到它的3db 帶寬。
5)記錄下諧振頻率f0，3db 帶寬Δf。
6)重復(fù)5)步驟測(cè)得我們需要的謝振峰的信息。
3、矢網(wǎng)編程
我們這里采用Agilent IO Libraries 中所提供的SICL 接口，這個(gè)接口是Agilent 為多種系統(tǒng)儀器所開(kāi)發(fā)的便捷式IO 庫(kù)。編程語(yǔ)言我們選擇最為廣泛使用的C++，開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇微軟公司所推出的VC++，并采用微軟自己開(kāi)發(fā)的MFC 封裝類庫(kù)，以便我們能夠快速的開(kāi)發(fā)和將精力集中在程序測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)。
