材料微波介電常數(shù)和磁導(dǎo)率測(cè)量

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------材料微波介電常數(shù)和磁導(dǎo)率測(cè)量摘要：材料的微波介電常數(shù)和磁導(dǎo)率決定了材料對(duì)于微波波段電磁波的吸波能力，是材料重要的物理性質(zhì)。本文使用微波開短路方法測(cè)量了材料的微波介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。關(guān)鍵詞：微波介電常數(shù)；磁導(dǎo)率；同軸系統(tǒng)1.引言隱身技術(shù)是通過(guò)控制、降低目標(biāo)的可探測(cè)信號(hào)特征，使其不易被微波、紅外、可見光、聲波等各

2、種探測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)、跟蹤、定位的綜合技術(shù)。其中，微波隱身（或稱雷達(dá)波隱身）的研究早在20世紀(jì)30年代就開始了?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成集形狀隱身、材料隱身等一體的高度復(fù)雜的技術(shù)，并已應(yīng)用到導(dǎo)彈、飛機(jī)、艦船、裝甲車輛、重要軍事設(shè)施等許多武器裝備上。雷達(dá)隱身技術(shù)中，最簡(jiǎn)單的一種是涂覆型隱身技術(shù)。它是將吸收材料直接以一定的厚度涂覆在外殼以降低對(duì)微波的反射，減小雷達(dá)探測(cè)截面，提高隱身能力。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解和掌握微波開路和短路的含意和實(shí)現(xiàn)方法。2.掌握測(cè)量材料微波介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的原理和方法。3.了解微波測(cè)試系統(tǒng)元

3、部件的作用。3.實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于涂覆在金屬平板（假定其為理想導(dǎo)體，下同）表面的單層吸波材料，空氣浴涂層界——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------面出的輸入阻抗為：Z=??0???????(????)（1）??其中??0??0=377Ω是自由空間波粗口，γ是電磁波在涂層中的傳播

4、常數(shù)，d是吸波涂層厚度，0??????，????分別為涂層的相對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)。當(dāng)電磁波有空氣向涂層垂直入射式，在界面上的反射系數(shù)為：Γ=??+??0（2）0?????以分貝（dB）表示的功率反射率為：R=20lgΓ（3）對(duì)于多層涂覆，電磁波垂直入射到第n層是，其輸入阻抗為：1????=?????????+??????+???????(????????)???1???(????????)4）??n層的特性阻抗，是其中，????=??????=j????????????????第n層的傳播常

5、數(shù)，????為第n層的厚度，?????1為第n-1層入射面的輸入阻抗。理想導(dǎo)體平板的輸入阻抗為0，最外層的輸入阻抗可以通過(guò)迭代法得出，從而由公式（2）由此可見，無(wú)論是單層涂覆還是多層涂覆，測(cè)出各層材料的復(fù)介電常數(shù)????和復(fù)磁導(dǎo)率????網(wǎng)絡(luò)分析儀今年已較多地用于測(cè)量材料微波波段的????，????，但其價(jià)格較高。我們?cè)诖私楹凸剑?）得到反射率。及其與頻率的關(guān)系是設(shè)計(jì)隱身涂層的關(guān)鍵。紹一種基于測(cè)量線的波導(dǎo)測(cè)量裝置，用其測(cè)出開路，短路二點(diǎn)阻抗，推算出????和????。圖1是該裝置的示意圖。圖1

6、一種基于測(cè)量線的波導(dǎo)測(cè)量裝置——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------在微波測(cè)量中，是通過(guò)駐波的測(cè)量來(lái)得到阻抗。對(duì)圖1所示的測(cè)量裝置，可以用如圖2所示的傳輸線模型進(jìn)行分析。圖2傳輸線模型以??????表示入射波，???????表示反射波，γ=α+jβ為傳播常數(shù)，入射波電壓振

7、幅與電流振幅之比為+????，反射波此比值為?????，坐標(biāo)為z點(diǎn)的電壓復(fù)振幅與電流復(fù)振幅之比稱為該店輸入阻抗，簡(jiǎn)稱該點(diǎn)阻抗Z(z)，即：Zz=??(??)??(??)??????+Γ?????????=???????Γ????=????????+???????????5）??????+?????????其中，Γ??是負(fù)載上的電壓反射系數(shù)，可以推得：Γ??=坐標(biāo)為z點(diǎn)的電壓反射系數(shù):Γz=????(??)????(??)?????????????+????=Γ??????????（6）=????

8、????+?????????????????=Γ?????2????=Γ?????2?????????(?????2????)=Γ????????(??)（7）其中Γ(??)=Γ?????2????，?z?????=2????，于是從（5——————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------------