[0072] 式中：SNA11为S0LT校准后，网络分析仪从1位置测得的反射参数；
[0073] SNA22为S0LT校准后，网络分析仪从2位置测得的反射参数；
[0074] Γι为1端口从天线往测量夹具看进去的反射参数；
[0075] Γ2为2端口从天线往测量夹具看进去的反射参数。
[0076] 运时，误差转接器剩余4项误差尚未确定，分别为〇21、〇22、了21、了22，通过测量反射标 准和直通标准来获得运四项误差。
[0077] 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Sll=S22 = -l，S21 =Sl2 = 0,得到公式(3)和公式(4)。
[0080]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A表示直通标准的S参数，Aii=A22 = 0, =42 其中W为测量频率、巧化为空 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，得公式(5)和公式(6)。
[0083]公式（3)~（6)中，设yi= 〇2i=Oi2，y2 = 〇22，y3 =T2i=Ti2，y4 = 〇22。为了便于计算，A21A12已知，用e表示。可求得：
[008引通过上述推导得到021、012、022、了21、。2、了22。但此时得到的021、012和了21、。2不能直 接用于误差修正，运是因为时域口的应用使得传输路径的相位产生了非线性误差，相位需 要通过时域路径来确定。
[00例如图9所示，tl和t2在获取Oil和Til已确定。假设校准用短路板厚度为lsh0d，021时 延为1：_021 = 1：1/2-131101'1:/(2(3)，了2拥延为1:_了21 = 12/2-131101'1:/(2(3)。则相位可通过公式(7) 和公式(8)计算得到。
[0092] 式中：ti为短路板相对于参考面1的位置，单位为秒(S);
[0093] t2为短路板相对于参考面2的位置，单位为秒(S);
[0094] Ishod为短路板厚度，单位为米(m)。
[00巧]至此，误差转接器的0和T已全部确定，空间邸L校准过程全部完成。经过邸L校准， 发射天线、接收天线、测量夹具等误差被修正，参考面从波导口 1和2搬移到了校准用短路板 面3和4。
[0096] W上是对本申请方案的说明。进一步地，本申请实施例还提供了在实际应用中，本 申请方案的一种具体实施方案及测量结果，主要包括W下：
[0097] 设计一对波纹透镜天线；网络分析仪选用Agilent公司N5225A;波导校准件选用 Agilent公司P11664A;空间校准件采用侣制短路板，尺寸200mmX200mmX5mm;自行研制高 溫箱，溫度覆盖RT~600°C;自行研制测量平台等组建系统。
[0098] 首先启动控制机和测量软件，对测量参数、测量频率、测量点数等进行设置;在波 导口采用S0LT方法完成全二端口校准；启动高溫箱，设置目标溫度，待稳定在目标溫度后， 完成高溫邸L校准；将被测陶瓷材料（200mmX200mmX5mm)放置在测试夹具上，待目标溫度 重新稳定，采集并计算得到目标溫度下被测材料的介电常数。600°C溫度时介电常数测量结 果为9.08~9.29。
[0099] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。
[0100] 还需要说明的是，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的 包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包 括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、商品或者设备所固有的要 素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在包括所述要 素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0101] W上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员 来说，本申请可W有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
【主权项】
1. 一种介电常数高温空间校准方法，其特征在于，包括： 对介电常数高温空间测量系统进行全二端口校准，所述介电常数高温空间测量系统由 电磁测量系统和高温箱组建而成，所述电磁测量系统包括测量平台、发射天线、接收天线、 可拔插的测量夹具、网络分析仪、控制机，所述高温箱上具有低反射特性的微波窗口； 通过调节所述高温箱的温度，对全二端口校准后的介电常数高温空间测量系统进行高 温GRL校准； 采用所述测量夹具将被测材料固定于所述高温箱内，通过高温GRL校准后的介电常数 高温空间测量系统，确定所述被测材料在高温环境下的S参数； 根据确定的S参数，确定所述被测材料在所述高温环境对应的温度下的介电常数。2. 如权利要求1所述的方法，所述介电常数高温空间测量系统的适用环境包括8毫米频 段高温环境。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射天线与所述接收天线正对，并分别 与所述网络分析仪相连构成环路，所述高温箱位于所述发射天线与所述接收天线之间，所 述测试平台用于固定以及调节所述发射天线、所述高温箱、所述接收天线三者之间的距离， 所述网络分析仪用于测量所述环路相关的电磁参数，所述控制机用于控制所述网络分析 仪。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温箱包括外箱体、保温层和陶瓷材质 的内胆，所述微波窗口位于所述高温箱正对所述发射天线、所述接收天线的面上，所述高温 箱上有用于插入测量夹具的测量夹具槽。5. 如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述微波窗口的结构包括具有低反射特 性的双面尖劈棱条状结构。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，对介电常数高温空间测量系统进行全二端口 校准，具体包括： 在介电常数高温空间测量系统中的发射天线和接收天线的波导口处，采用SOLT校准方 法或TRL校准方法进行全二端口校准。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温GRL校准包括直通校准和反射校准； 通过调节所述高温箱的温度，对全二端口校准后的介电常数高温空间测量系统进行高 温GRL校准，具体包括： 将所述测量夹具空置插入所述高温箱作为高温直通标准，逐步调节升高所述高温箱的 温度至高温环境对应的目标温度，完成对全二端口校准后的介电常数高温空间测量系统的 直通校准； 拔出所述测量夹具并放入预定的高温短路标准，对直通校准后的介电常数高温空间测 量系统进行反射校准。
【专利摘要】本申请公开了一种介电常数高温空间校准方法，用以解决现有技术中在高温环境测量介电常数时，测量时间长，测量误差大的问题。该方法包括：对由电磁测量系统和高温箱组建的介电常数高温空间测量系统进行全二端口校准，电磁测量系统包括测量平台、发射天线、接收天线、可拔插的测量夹具、网络分析仪、控制机，高温箱上具有低反射特性的微波窗口；通过调节高温箱的温度，对全二端口校准后的介电常数高温空间测量系统进行高温GRL校准；采用测量夹具将被测材料固定于高温箱内，通过高温GRL校准后的介电常数高温空间测量系统，确定被测材料在高温环境下的S参数；根据确定的S参数，确定被测材料在高温环境对应的温度下的介电常数。
【IPC分类】G01R27/26, G01R35/00
【公开号】CN105445564
【申请号】CN201510976043
【发明人】张娜, 成俊杰, 程春悦, 陈玲
【申请人】北京无线电计量测试研究所
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月22日