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专利号: 2014100498411
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1. 一种精确测量介电常数的测试系统,其特征在于:包括天线部分、射频电路部分以及数据处理显示部分;所述天线部分包括测试天线和散射样本;所述射频电路部分包括射频信号源和射频电路,其中射频电路由定向耦合器、低噪声放大器、功分器、混频器以及低通滤波器组成;所述数据处理显示部分由放大电路与ARM 开发板组成。2. 根据权利要求1 所述的一种精确测量介电常数的测试系统,其特征在于:测量的具体步骤为:(1)给测试天线施加一个激励,产生辐射场,同时测试天线在端口处具有输入阻抗;随后放入散射样本,测试天线产生新的辐射场,同时在端口处具有新的输入阻抗,通过辐射场与输入阻抗的变化求出散射样本的介电常数和损耗,公式如下:其中,无样本时测试天线的输入阻抗为,测试天线终端的电流为(即为的倒数),为空气的电导率(为0),为空气的介电常数(即为空气介电常数,已知),为(即样本体积)内的电场(在仿真中提取),为天线的角频率(,为天线激励的频

率),有样本时测试天线的输入阻抗为,为样本的电导率,为要求样本的介电常数(),为内的电场,可以通过计算得出,计算出无样本时测试天线的输入阻

抗和有样本时测试天线的输入阻抗;

(2)利用电磁场仿真软件进行模拟和仿真,设计出一个贴片微带天线,得到要求的输入阻抗和电场分布,再用Matlab 对仿真的数据进行处理验证;(3)按照仿真的贴片微带天线做出实物,用网络分析仪测量中心频点和输入阻抗,验证贴片微带天线实物的正确性;(4)加工好待测的散射体样本,用不同的微波材料加工成不同的形状;(5)将散射体样本放入贴片微带天线的辐射场中,测出此时贴片微带天线的输入阻抗;(6)通过测试系统自动计算出散射体样本的相对介电常数()和损耗角正切();(7)改变测试频率,重复以上步骤,对散射体样本进行扫频测试,测量不同频率下的相对介电常数的损耗角正切。3. 根据权利要求2 所述的一种精确测量介电常数的测试系统,其特征在于:所述步骤(6)中:当所测散射体样本介电常数比较低时(介电常数<10),,采用微扰法:当所测样本介电常数比较高时(介电常数>10),根据哈林顿的腔体微扰理论,推导出与之间的关系,再采用静态场法: