成型，尺寸为30cmX3〇CmX3〇Cm;为了达到良好的保温效果，保温层选择 l〇cm的保温棉；外箱体采用高温砖，并且在与微波窗配合处补充了保温层，弥补在加热过 程中微波窗较薄而导致较多的热泄露。高温箱左右两侧开设微波窗口，尺寸为30cmX30cm， 采用低反射特性的陶瓷作为窗户来封闭高温箱；选择可插拔测量夹具，采用进口陶瓷磨具 成型，测量夹具要在时域响应无显示，且在校准和测量过程中距离发射天线的位置保持不 变。高温箱结构如图2所示。测量夹具结构如图3所示。
[0051] 高温箱内的加热材料选取4根硅钼棒串联连接，并对称放置在高温箱内左右两 侦k这种结构有利于保证温度均匀性，也有利于待测材料的升温。由于1500°C的高温需要 的加热功率较大，约为10000W，故采用精密S型铂金热电偶传感器测温，采用温控仪的温度 值进行反馈，采用逻辑控制算法加优化PID算法通过调整硅钼棒的电流实现温度的可编程 调节。温度参数可方便迅速调整，控温精度为1°C。控温箱可实现16段分温度梯度编程模 式加热，在一次加热过程中实现多个目标温度下的测量。
[0052] 如图4所示，本实施例提供的基于上述系统的高温环境下材料介电常数的获取方 法，包括如下步骤：
[0053]S1、不启动高温箱，对高温环境下材料介电常数的获取系统进行校准，并获取常温 环境下收、发天线间的直通S参数；
[0054]S2、将待测材料放入测量夹具中并利用高温箱加热使待测材料处于高温环境中， 测量高温环境下待测材料的S参数，并根据常温环境下的直通S参数修正高温环境下待测 材料的S参数，得到高温误差修正后待测材料的S参数；
[0055]S3、对高温误差修正后待测材料的S参数进行相位修正，得到传输相位修正后的 待测材料的S参数；
[0056]S4、基于传输反射法，根据传输相位修正后的待测材料的S参数、待测材料厚度、 收、发天线的测量频率计算并获取待测材料介电常数。
[0057] 其中
[0058] 步骤S1进一步包括如下子步骤：
[0059] 步骤S1. 1、对系统进行全二端口校准：
[0060] 在如图1所示系统中收、发天线的1和2波导口处，用 SOLT(Short-Open-Load-Thru)或TRL(Thru-Reflection-Line)校准方法完成全二端口校 准。经该步校准后，网络分析仪的系统误差及电缆转接的连接误差被修正，参考面设置在 收、发天线的1和2波导口处。
[0061] 步骤S1. 2、对系统进行空间GRL(GateReflectLine)校准：
[0062] 将波导口 1、2分别与发、收天线连接，调节好收发天线之间的距离，保证满足远场 测量条件。波导口 1、2到待测材料距发、收天线最近的平面之间的路径分别作为误差转接 器，GRL校准的目标是确定这两个误差转接器特性，将参考面搬移至待测材料的左、右处，即 图1中3、4的位置，也即待测材料距发、收天线最近的平面。
[0063] GRL校准技术需要两个校准标准：短路标准和直通标准。短路标准采用足够大的 理想金属板作为短路板，将短路板放置在测量夹具处，输入短路板厚度；直通标准采用空置 测量夹具，进行空间直通校准。
[0064] 以下是GRL校准方法的具体过程：
[0065] 用S参数描述误差转接器，如图1所示，参考面1和参考面3之间的误差转接器的 S参数定义为0,分别为011、021、012、0 22;参考面2和参考面4之间的误差转接器的3参数定 义为T，分别为Tn、T21、T12、T22，系统信号流图如图5。GRL校准目标即确定0和T参数，共8 个未知量。由于传输路径对称，〇21= 〇12、Τ21=Τ12，误差项剩余6项，为0η、021、022、Τη、Τ21、 Τ22。
[0066] (^和Τ^是通过时域技术获得。首先获取0 η，波导口 1、2经过S0LT校准后，在测 量夹具处放置短路板，通过Sn时域波形，寻找幅度最大处即短路板位置为ti。空置测量夹 具，测量Sn时域，将时域门设置为[0,tj，门里包含的频域响应即为从天线端面至测量夹 具处的反射0n。同理将S22取代Sn，在测量夹具处放置短路板（与测量0n的位置相同）， 通过s22时域波形，寻找幅度最大处即短路板位置为12。空置测量夹具，测量s22时域，将时 域门设置为[0,t2]，门里包含的频域响应即为从天线端面至测量夹具处的反射τη。将on 和Tn嵌入原始的两端口校准，信号流图变为如图6所示，即天线从1端口和2端口往测量 夹具看进去的反射参数计算公式为：
[0067] Γ1= Sn-〇n (1)
[0068]Γ2=S22-Tn (2)
[0069]式（1)、⑵中，
[0070] Γ 1端口从天线往测量夹具看进去的反射系数；
[0071] 「2为2端口从天线往测量夹具看进去的反射系数；
[0072] Sn为经S0LT校准后，网络分析仪从1位置测得的反射系数；
[0073] S22为经S0LT校准后，网络分析仪从2位置测得的反射系数。
[0074] 这时误差转接器剩余4项误差，分别为021、022、T21、T22，通过测量反射标准和直通 标准来获得这四项误差。
[0075] 反射标准是一个厚度已知的理想金属板，其尺寸相对于测量波长来说足够大可认 为空间全反射。反射标准可描述为Sn=S22= -1，S21=S12= 0,进而得到式（3)和（4):
[0076] rplateJ=〇21〇12/(1+〇22) (3)
[0077] rplate2= T21T12/(1+T22) (4)
[0078] 直通标准是空置测量夹具时空气填充状态。在理想空间传播途径，认为传输途径 是连续匹配的，无反射；传输无损耗，只有相位搬移，搬移量是由于直通标准的长度所决定。 用Α表示直通标准的s参数，Αη=Α22=〇, 其中ω为测量频率、ε 和μ为空气的介电常数和磁导率、d为直通标准的长度，等于短路板的厚度，得式（5)和式 (6)：
[0079] Γair l -A 21A12021012T22/(1 _022T22) (5)
[0080] Γair 2 -A 21Α12Τ21Τ12022/(1 _022Τ22) (6)
[0081]式⑶~（6)中，设y!=021= 012,y2=022,y3=Τ21=Τ12,y4=Τ22〇 为了便于 计算，Α21Α12已知，用e表示，可求得：
[0086] 通过上述推导得到021、012、022、T21、T12、T22。但此时得到的021、012和T21、T12不能 直接用于误差修正，这是因为时域门的应用使得传输路径的相位产生了非线性误差，相位
[0082]
[0083]
[0084]
[0085] 需要通过时域路径来确定。
[0087] 如图7所示，心和12在获取0^和T^已确定。假设校准用短路板厚度为1short， 〇2i时延为t_〇2i=ti/^-lshort/Qc)，T21 时延为t_T21= 12/2-lshort/(2c)。则各相位的 计算公式为：
[0088] P(012) =P(021) =eJw(tl/2 lshort/(2c)) (11)
[0089] p(T12) =P(T21) =eJw(t2/2 lshort/(2c)) (12)
[0090] 式中：1^为短路板相对于参考面1的位置，单位为秒，s;
[0091] 1:2为短路板相对于参考面2的位置，单位为秒，s;
[0092]lshort为短路板厚度，单位为米，m。
[0093] 至此误差转接器的0和T已全部确定，空间GRL校准过程全部完成。经过GRL校 准，天线、夹具等误差被修正，参考面从波导口 1和2搬移到了校准用短路板面3和4。
[0094] 步骤S2的具体过程为：
[0095] 将待测陶瓷材料（20