专利名称：一种介质材料高温复介电常数测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属于微波测试技术领域，涉及终端短路法介质材料复介电常数测量方法及系统，尤其是用于介质材料高温复介电常数测量的系统。
背景技术：
随着高温介质材料在航空航天、军事装备等领域中的应用越来越广泛，对其微波性能的要求也越来越高。复介电常数及其温度特性是衡量高温介质材料微波性能优劣的一个重要参数。因此，在研究和应用高温介质材料时，均需要在高温环境下对材料复介电常数的温度特性进行测试。终端短路法是测量介质材料复介电常数一种常用方法。其测量原理是将被测材料填充于终端短路的传输线，通过测量该传输线的复反射系数，可计算得到被测材料的复介电常数。该方法只需测量单端口反射系数，且具有结构简单、测试频带宽、体积小等优点，比较适合高温测量。终端短路法的测试原理如
图1所示。根据阻抗原理，可以得到
tanh(f. d)
1
r-d j-P0-d
(1) 其中，γ为填充有被测介质样品波导段的传输系数，d为被测介质样品厚度。
P =
1 +㈣ I-I^1-
(2)
2
(3) β()=
2-^τ I1JV2
Λ)
(4)
(5)
(6)λ c = 2 · a义0 = 了y = α +j βα为衰减常数，β为相位常数，L为波导长度，a为波导长边宽度，S11为复反射系数，θ sll为S11的角度。由式(1)求得填充有被测材料波导段的传输系数Y后，再利用传输线方程，即可求得被测材料的复介电常数。
(7)
_ Λ>
kr - ^
2·π
tanS￡ =
L Tt
κ K J
+ β2-α2
1·α. β
vXy
(8) (9)
+ β2-α2
式中，<为介质材料的相对介电常数，tan δ ε为损耗角正切t
由公式(1) (9)可知，当已知填充有被测材料的传输线的复反射系数后，可计算得到材料的复介电常数。因此有
权利要求
1.一种介质材料高温复介电常数测量装置，包括矢量网络分析仪和矩形波导谐振腔， 所述矩形波导谐振腔通过波导-同轴转换接头和同轴线与所述矢量网络分析仪相连；其特征在于，所述矩形波导谐振腔由相同尺寸的散热波导、隔热波导和高温波导以及一块短路法兰盘顺序连接而成，矩形波导谐振腔壁做金属化处理；所述短路法兰盘采用耐高温导电材料制作，其面向矩形谐振腔内部的一侧具有矩形截面凹槽结构，用以承载被测介质样品； 所述凹槽结构的矩形截面尺寸与矩形波导谐振腔的截面尺寸一致；所述高温波导与短路法兰盘的连接处形成扼流式法兰结构。
2.根据权利要求1所述的介质材料高温复介电常数测量装置，其特征在于，所述扼流式法兰结构中径向传输线(A)的长度Ll和同轴波导段(B)的长度L2为1/4波导波长；而径向传输线A的宽度、即扼流式法兰缝隙宽度d为标准法兰接头的缝隙宽度或略大于标准法兰接头的缝隙宽度。
3.根据权利要求1或2所述的介质材料高温复介电常数测量装置，其特征在于，所述介质材料高温复介电常数测量装置还包括一个高温炉；所述高温炉用以对置于炉内的矩形波导谐振腔的高温段，即高温波导和短路法兰盘进行加热以实现高温测量。
4.根据权利要求1或2所述的介质材料高温复介电常数测量装置，其特征在于，所述介质材料高温复介电常数测量装置还包括另外一个完全相同的矩形波导谐振腔，所述另外一个矩形波导谐振腔同样通过波导-同轴转换接头和同轴线与所述矢量网络分析仪的另一通路相连。
5.根据权利要求4所述的介质材料高温复介电常数测量装置，其特征在于，所述介质材料高温复介电常数测量装置还包括一个高温炉；所述高温炉用以对置于炉内的两个矩形波导谐振腔的高温段，即高温波导和短路法兰盘进行加热以实现高温测量。
全文摘要
一种介质材料高温复介电常数测量装置，属于微波测试技术领域。包括矢量网络分析仪和矩形波导谐振腔，所述矩形波导谐振腔由散热波导、隔热波导和高温波导以及一块短路法兰盘顺序连接而成，所述短路法兰盘其面向矩形谐振腔内部的一侧具有矩形截面凹槽结构，用以承载被测介质样品，所述高温波导与短路法兰盘的连接处形成扼流式法兰结构。本发明将现有介质材料高温复介电常数测量装置的高温波导和金属短路板相接触的结构改造成高温波导与短路法兰盘相接的扼流式法兰结构，具有操作方便、使用和维护成本低的特点；同时能够保证终端短路面与波导之间良好的电接触，从而能够保证测试结果的准确性。
文档编号G01R27/26GK102393490SQ201110343790
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者周杨, 李恩, 王益, 聂瑞星, 郭高凤, 陶冰洁, 高源慈 申请人:电子科技大学