测量糊状物质复介电常数的级联网络分解法

提出了测量糊状物质复介电常数的级联网络分解法。先采用标量检测矢量变换法测出三个网络的散射参数,再用两种分解计算法求得糊状物样品的散射参数,最后用奇偶模法求得复介电常数。文中给出了三种糊状物的测试结果及误差分析结果。文中提出的方法也可用于测试粉末状材料、薄板材以及材料的高温测试及低温测试。     

传输／反射法测量材料电磁参数的研究

分析了材料样品填充的矩形波导或同轴线等效网络的归一化通用矩阵,提出了一种求解材料电磁参数（εr,μr)的解析方法。分析表明,行性阻抗Zc与传播常数数γ均可直接由传/反射参数确定。同时应用特性阻抗与传播常数得到了磁性材料的电磁参数（εr,μr)。利用特性阻抗Zc、传播常数γ以及同时利用二者分别得到了三个确提高测量精度并确定测量误差;同时,可用于解决复介电常数测量的多值性问题与π模糊性问题。实际测试结果证明本文方法的有效的且有实用意义。     

带状线法测量微波材料的复介电常数

精确测量低损耗微波材料的复介电常数十分重要。利用带状线法测量微波介质基板常温和变温的复介电常数,得到了高精度的测试结果。结果表明了用带状线法测量低损耗微波介质基板复介电常数的有效性和准确性。还分析了带状线测试方法中产生的误差和应该注意的事项。     

基于传输反射法的等离子体相对复介电系数测量

为解决微波激发等离子体参数诊断存在的困难问题,提出利用二端口传输反射法测量微波激励产生的低温等离子体的等效相对复介电系数。使用有限元方法设计了基于BJ22标准波导的样品测试结构,该结构能在较大的介电系数范围内,保证介电系数和端口的|S11|,φS11和|S21|参数保持较好的单调性,避免产生多值问题;通过人工神经网络对计算获得的各介电系数对应的S参数进行训练,达到足够的精确度;最后通过实验,将测量获得的S参数利用神经网络反演获得待测物质的相对复介电系数。该方法对今后测量类似等离子体、复介电系数实部为负的特殊材料的介电常数具有一定的指导意义。     

复介电常数和磁导率测量的新方法

本文提出了一种新的确定Ka 波段毫米波损耗材料复介电常数和磁导率的测量方法,给出了确定样品的复介电常数和磁导率的散射方程。与传统采用的NRW 方法相比,这一方法消除了介电常数测量对参考面的位置和样品长度依赖性。     

微扰法测量粉末状材料介电常数的改进

一般微扰法在测量粉末状材料介电常数时,需要破坏样品将材料制成杆状或圆柱状等标准形状,同时只能在单点频率下测量,具有很大的局限性。针对上述问题,提出了一种改进的测量方法——多模谐振微扰法。该方法是在微扰法基础上的改进,适合宽频无损测量粉末状材料的介电常数。对多模谐振微扰法的测量原理、系统和方法进行了较为详细的描述,通过仿真和实验得到了相应的结果并进行了误差分析,验证了该方法的合理性和有效性。     

传输/反射法测量微波吸收材料电磁参数的研究

通过从HP8722ET网络分析仪提取散射参数,研究了以乙丙橡胶为基体,磁性材料羰基铁粉为吸收剂的微波吸收材料同轴测试样品在同轴夹具中位置L1与样品长度L2的测量误差对其电磁参数测量结果的影响,提出了减小测量误差的方法.结果表明：在2.6～18GHz范围内,L1存在-0.08mm的绝对误差使得相对介电常数实部ε′与虚部ε″,相对磁导率实部μ′与虚部μ″的测量值与真实值的最大相对误差值分别达3.1%、168.0%、3.7%和-10.0%;L2存在-2%的相对误差使得ε′、ε″、μ′和μ″的测量值与真实值的最大相对误差值分别达3.5%、30.0%、4.0%和5.0%.采用光学显微镜的静态方法测量样品长度和使用辅助定位夹具可以减小测量误差,提高电磁参数测试结果的精确度。     

毫米波段复介电常数测量的开放腔法改进

为实现毫米波段低损耗电介质材料的复介电常数高精度测量,文章主要关注开放腔法宽频带内腔长的精确确定、相对介电常数反演的多值解、误差的完整分析、测试系统检验以及自动测量等理论和技术难题.显然,这些问题的存在会影响开放腔法测量的正确性和精确性.通过研制和构建Ka波段上的开放腔自动测试系统,成功解决上述问题,完善和发展了开放腔测量理论.误差分析表明:本测试系统对相对介电常数和损耗正切的相对不确定度分别小于0.17%和20.4%.自动测试系统操作简便,测试结果可信且精度高.     

谐振腔法测量复介电常数样品的精确变分分析

本文应用广义变分原理导出了Lindell公式,结合低损耗情况的Rayleigh-Ritz法对测量复介电常数样品作出了精确的变分分析。从一般情况引入了复频率概念,讨论了解的稳定性,并与现有微扰解做了详细的比较。结果表明,当前常用的微扰法算法误差值得重视。     

基于双向耦合补偿的超材料传输/反射法

在未考虑超材料中结构单元间耦合作用的情况下,传统传输/反射法在提取整体材料的等效电磁参数时会出现误差.针对该问题,对超材料中不同方向单元耦合及其补偿方法进行了讨论,提出一种基于双向耦合补偿的改进传输/反射法.与传统方法相比,该方法可有效预测超材料中多个谐振区域,更准确地提取整体材料参数;其仿真结果能与Ansoft HFSS软件计算结果很好地吻合;由于采用了局部建模,显著降低了其相应的计算时间及硬件要求.     

自由空间法分析介质蜂窝等效复介电常数

根据自由空间法介质材料介电常数测试原理,采用商用电磁场仿真软件给出了介质蜂窝材料等效复介电常数的分析方法,计算出了特定材料、格孔周期蜂窝材料的等效复介电常数。为验证方法的正确性,对等效介电常数的平板和相应的蜂窝的透射反射系数的幅度相位进行了比较,两者吻合良好。通过对宽带范围内蜂窝等效介电常数的计算表明,介质蜂窝具有微小的色散效应,随着频率增高,蜂窝的相对介电常数、损耗正切略微减小;蜂窝的磁介电常数接近为1,磁损耗正切接近为0。     

Noniterative stable transmission/reflection method for low-lossmaterial complex permittivity determination

This paper describes a new noniterative transmission/reflection method applicable to permittivity measurements using arbitrary sample lengths in wide-band frequencies. This method is based on a simplified version of the well-known Nicolson-Ross-Weir (NRW) method. For low-loss materials, this method is stable over the whole frequency range: no divergence is observed at frequencies corresponding to integer multiples of one half wavelength in the sample. The accuracy on the dielectric permittivity is similar to that obtained with a more recently proposed iterative technique. A general equation for complex permittivity determination including the Stuchly, NRW, and new noniterative methods, is also proposed     

太赫兹频段基于NR迭代法的复介电常数提取

伴随着6G通信的发展,雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展,获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数,分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325～500 GHz频段(Y频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f准光系统,实现散射参数S₂₁的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S₂₁之间的关系式,利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱,与其他文献报道的结果一致,验证了系统和方法的有效性。     

铁氧体电波吸收板透射和反射特性研究

用三种不同磁导率 (μr1 、μr2 、μr3 )的铁氧体电波吸收剂 ,制成 10 0 m m× 10 0 mm双层结构的电波吸收板 ,在 8～ 12 GHz频段测得其透射吸收特性为 :涂层厚度 1.80 mm,吸收量 At=12 .2 d B;涂层厚度 1.15～ 1.85mm,吸收量 At>9d B。反射吸收特性为 :吸收量 Af=2 3d B,10 d B带宽 4GHz,匹配厚度 1.17mm。     

光在非均匀介质中反射和透射系数的精确解析

对任意非均匀介质波导通过分层转化为多层波导再利用分析转移矩阵方法(ATMM)考虑层间子波相移的贡献,定义了包含主波和子波的总波数(General Wave Number),得到了光在非均匀平板介质波导结构中传输的反射系数和透射系数表达式。从推导过程和解析式表明：推导过程没有引入任何的近似得到的结论是可靠精确的;解析式本身非常简明且物理意义清晰;所得到的解析式既适合于折射率均匀的分层结构又适合于折射率非均匀变化的各种复杂结构。预计在薄膜加工工艺中具有非常广泛的的应用前景。     

改进的同轴线传输/反射法材料电磁参数测试

本文基于传统的同轴线传输/反射法,提出一种改进算法,并在2GHz^18GHz频率下反演计算聚四氟乙烯的电磁参数。首先根据HFSS建立仿真模型,其次运用MATLAB编写算法并不断修改提高精度,最终得到改进的反演算法误差小于5%,证明改进算法的有效性。     

Intercomparison of permittivity measurements using thetransmission/reflection method in 7-mm coaxial transmission lines

Broadband permittivity measurements made by eleven organizations using the transmission/reflection (T/R) method are compared to high-accuracy cavity resonator results. T/R accuracy is less than 10% for ϵ_r^'<15, and the smallest measureable loss factor is ϵ_r^"≈0.05. Uncertainty caused by the air gaps between the specimen and the inner and outer conductors is the largest contributor to the overall uncertainty. Compared to other dimensional measurement methods, physical measurement of specimen bore and outer diameters yield the most accurate gap corrections     

The improved resonator method for measuring the complex permittivity of materials

An improved resonator method for determination of the complex permittivity of materials in a reflective resonator is presented. The method is specific in the following. In the obtained relationship, imaginary part ε₂ of the permittivity of an investigated material is determined using the variation of the resonance frequency and coupling coefficient of the resonator observed when a specimen is introduced, which increases the measurement accuracy. The method is approbated in the investigations of high-resistance silicon specimens.