截止波导介质腔介电常数测量理论与方法研究

本文提出了用截止波导介质谐振腔测量微波材料相对介电常数和微波损耗的方法.利用开波导法给出了腔中TE0ml谐振模的电磁场,导出了利用此模测量介电常数和微波损耗的公式;通过测量频率和谐振曲线,就能算出材料的复介电常数,并对谐振模TE0ml进行了讨论;比较了这种测量方法与原有的短路金属板介质谐振腔法的优劣,结果表明采用截止波导介质谐振腔测量材料的微波损耗时更有优越性.     

BaO-Nd2O3-PbO-TiO2微波介质陶瓷的研制

本文介绍了BaO－Nd2O3－PbO－TiO2微波介质陶瓷的研制结果,εr＝90,Q＝2000（2GHz）,τf＝0ppn／℃。此材料有一非常高的介电常数,它适用于频率小于1GHz的应用。另外,我们对此材料作了电镜和X衍射等结构分析,证明此材料生晶相为（Ba、Pb）Nd2Ti5O14。     

微波陶瓷介质谐振器优选组合检测法

微波介质陶瓷材料的介电性能主要由3个参数表示:介电常数、介质损耗和谐振频率温度系数.本文优选组合了3种检测介质谐振器方法:短路型介质谐振器轴向的短路界面测定方便准确,用于测量微波介质陶瓷材料的相对介电常数;开路型平行板与介质谐振器无直接接触,用于测量介质损耗系数;自行研制的旋转开放腔,可同时放置多个样品,加快温度系数的测量速度.3个参数采用3种不同测试法,充分应用了不同测试法各自的优势,满足微波介质陶瓷材料介电常数跨度大、介质损耗低、温度系数快速测量的需求,可得到精确、快速的测试效果.     

测量气体折射率的微波谐振腔频率标定方法

利用微波谐振腔实现对气体折射率的测量,需在真空环境中精确确定测量系统的零点频率,即微波谐振腔零点频率.针对微波谐振腔定标中真空度难以保证的现状,提出了一种常规大气环境下腔体零点频率的标定方法.通过精确测量大气环境的温度、湿度、压强参数得到高精度实时折射率,最后根据得到的高精度实时折射率对腔体谐振零点频率进行调节,以实现...     

微波谐振腔含水率传感器的设计方法

构建了含水混合物介电特性模型,设计了基于此模型的开路同轴谐振腔传感器,并指出影响其传感特性的两个主要参数是保护盖介电常数和空载谐振频率.针对此问题,利用MATLAB对保护盖介电常数和空载谐振频率对传感器传感特性的影响进行了仿真和分析.加工了具有不同谐振频率的含水率传感器及不同介电常数的保护盖.实验结果表明,本文提出的模型能够很好地指导传感器的设计,同时选取Al2O3制作的保护盖和空载谐振频率为2.5G的同轴谐振腔具有较好的测量效果.     

湿式微波杀菌试验装置谐振腔设计

为解决水产品杀菌过程中的加热均匀性问题,提出一种湿式微波杀菌的技术方案,将微波杀菌与常规热力杀菌相结合,热水和微波同时对食物杀菌,食品在短时间内可获得比单纯使用微波或水浴杀菌方式更高的温度均匀性。根据方案,研制湿式微波杀菌装置,并对装置关键部件——微波谐振腔进行有限元方法分析,以确保装置性能指标。     

铅基钙钛矿结构微波介质陶瓷的制备工艺研究

采用液相助烧的烧结工艺制备了PbCaFeNb高εr微波介质陶瓷材料，并研究了液相助烧剂对降低烧结温度的影响，同时研究了成型压力、烧结工艺对材料微观组织及微波性能的影响。结果发现：掺杂Bi2O3和MnO2后，即改善了材料的性能又降低了烧结温度，低温烧结时，随成型压力增大，材料密度呈上升趋势，在一定范围内使得材料品质因数Qf提高，选择恰当的煅烧温度和适当提高烧结温度及延长烧结时间和保温时间可以提高材料的Qf。     

基于微波谐振腔的湿度传感器

构建了含水混合物介电特性模型，设计了基于此模型的开路同轴谐振腔传感器，并指出影响其传感特性的两个主要参数是保护盖介电常数和空载谐振频率。鉴于此，针对保护盖材料及空载谐振频率对传感器传感特性的影响进行了全面分析和仿真。加工了具有不同谐振频率的微波谐振腔及不同材料的端口保护盖。实验结果表明，该模型能够很好地指导传感器的设计，同时选取Al2O3作为保护盖材料及具有空载谐振频率为2．5GHz的谐振腔，具有较好的测量效果。     

基于SVM多元非线性回归的微波谐振腔谷物含水率测量法

使用微波谐振腔对物料含水率测量过程中，减少谐振参量与含水率多元非线性回归过程的误差是影响测量精度的主要因素。针对这一问题，建立了一种基于支持向量机多元非线性回归模型，并确定了其中谐振频率、品质因数和环境温度的特征值、贡献率。应用SVM—KM对该模型进行实验研究，利用50组数据对模型进行训练并验证其学习性能，利用另外15组数据验证其泛化能力。实验表明，该方法能够实现微波谐振腔物料含水率的软测量，且小样本条件下比神经元网络具有优势。对SVM多元非线性回归泛化性能进行测试，其均方根相对误差为1．06％，平均绝对相对误差为0．96％，最大绝对相对误差为1．16％。     

介质加载谐振腔的小型化氢脉泽的研究

原子储存泡技术是氢微波激射器(氢脉泽)的关键技术。传统的石英薄壁储存泡位于TE011模的空心圆柱谐振腔的中心。为了缩小氢脉泽谐振腔和原子储存泡的体积采用了蓝宝石加载谐振腔取代传统的腔泡结构,并将蓝宝石晶体的内壁作为原子储存泡,分析了脉泽工作状态的变化。为了消除蓝宝石加载腔的腔频率随温度的敏感变化(-60 k Hz/K)对脉泽自激振荡频率相对大的牵引效应,在蓝宝石加载谐振腔中再加载具有负介电常数温度系数的钛酸锶晶体,将腔频率温度系数近似地补偿到零。实现了采用介质加载谐振腔的氢脉泽的自激振荡,并通过锁相环实现氢脉泽对晶体振荡器的控制而形成稳定的频率源,短期稳定度指标在量级上达到了主动型氢原子钟(氢钟)的指标(1 000 s稳定度达1.5×10-14)。     

功率变换系统中滤波元件高介电常数材料的选择及其应用

选取Al₂O₃、CaCu₃Ti₄O₁₂、BaTiO₃3种典型高介电常数材料,测量其介电常数的频率特性和温度特性,通过比较选择合适的材料制成平面型和母线型EMI滤波器,并将其应用于功率变换系统中,为功率变换器系统小型化开辟了一条可行的途径。     

纳米铁/环氧树脂复合材料的介电和吸波特性研究

为有效防止家用电器的杂散电磁辐射对健康的危害，设计并制备了纳米铁颗粒增强环氧树脂基复合材料，对复合材料的介电性能和微波吸收行为进行了探讨。研究表明：纳米铁颗粒增强环氧树脂基复合材料具有良好的吸波功效，吸波规律与铁粉添加量有关，但单一吸波介质无法满足阻抗匹配，需进一步研究其它吸波介质和复合介质的电磁匹配参数。     

New cavity perturbation technique for microwave measurement of dielectric constant

A new cavity perturbation technique is presented for microwave measurement of dielectric constant, which uses a modified cylindrical reentrant cavity. Though suitable for only low dielectric constants, the method has the advantages, (a) sample area does not appear in the calculations, (b) only the ratio of frequency shifts due to two samples of same area and different thickness is involved, and (c) calibration of the measuring system with known dielectric is not necessary.     

Complex Permittivity of Liquid and Granular Materials Using Waveguide Cells

The four boundary cell is an important arrangement for the measurement of complex permittivity of bulk solids and liquids. Transcendental equations for reflection and transmission are derived and previous errors in the literature are noted. This measurement method is extended to granular samples where a compression technique is introduced to minimize the dispersion in S-parameter measurements associated with interface problems.     

A fast calibration-independent method for complex permittivity determination at microwave frequencies

A transmission/reflection microwave method based on uncalibrated S-parameter measurements for complex permittivity determination of dielectric materials is presented. There are three main advantages of the proposed method. First, the measurements are performed without the need of any calibration standards. Second, it does not require any additional dielectric sample with different thickness; two uncalibrated measurements are required: (i) with a sample filled waveguide and (ii) with an empty waveguide. Third, it does not need a precise location or precise shifting distance of the sample inside the waveguide. The method is iterative needing an initial guess to start the mathematical calculations, and high measurement accuracy can be expected. The method is validated by complex uncalibrated S-parameter measurements at X-band frequencies of low-loss samples (Teflon, Celotex and Duroplex) fitted into a waveguide section.