SJT 10143-1991 固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)測(cè)試方法 重入腔法.pdf

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1、SJ中華人民共和國(guó)電子工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10142一10143-91電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)試方法1991一04-02發(fā)布1991一07-01實(shí)施中華人民共和國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部發(fā)布中華人民共和國(guó)電子工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)測(cè)試方法SI/T10143-91蠶人腔法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固體電介質(zhì)徽波復(fù)介電常數(shù)的“重入腔”側(cè)試方法。本方法適用于射頻、徽波固體電介質(zhì)復(fù)介電常數(shù)的測(cè)量。適用頻率范圍:f=(100-1000)MHz,測(cè)試范圍:d<20tand.=2X10-4~2X10-方法原理重人式腔是電容加載式同軸諧振腔的變形。圖1所示是一個(gè)電容加載式同軸諧振腔，其諧振頻

2、率決定于腔長(zhǎng)和間除電容C,間隙距離改變時(shí)，間隙電容C變化，諧振頻率變化;當(dāng)間隙距離不變，但其中介質(zhì)改變時(shí)，間隙電容C也變化，諧振頻率隨之變化。間晾電容c輻入圖1電容加載式同軸諧振腔設(shè)間隙中充空氣時(shí)，諧振腔的諧振頻率為fo，當(dāng)一個(gè)圓盤形介質(zhì)片放入間隙中時(shí)，諧振腔失諧，這時(shí)保持信號(hào)頻率不變，調(diào)內(nèi)導(dǎo)體，改變間隙距離可使諧振腔恢復(fù)諧振。內(nèi)導(dǎo)體的位移量與介質(zhì)試樣的介電常數(shù)。有關(guān)，:越大，放人樣品后，間隙電容增加量越大，為了恢復(fù)諧振，內(nèi)導(dǎo)體的位移量就越大。根據(jù)樣品厚度，放人介質(zhì)前后內(nèi)導(dǎo)體的位移量和諧振腔品質(zhì)因數(shù)的變化就可以算出介電常數(shù)。重入式腔是把端面間隙電容C，移到內(nèi)導(dǎo)體的中

3、間一些，其結(jié)構(gòu)示于圖2。上內(nèi)導(dǎo)體可調(diào)，下內(nèi)導(dǎo)體靠近電容間隙處，附加一個(gè)微調(diào)電容C-中華人民共和國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部1991-04-02批準(zhǔn)1991-07-01實(shí)施一12一SJ/T10143-91信號(hào)輸入圖2重入式腔結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)腔中無樣品時(shí)，微調(diào)電容放在一定的初始值(M^-f定標(biāo)時(shí)所放的”。位置)，調(diào)至測(cè)微器使諧振腔諧振，這時(shí)主測(cè)微計(jì)讀數(shù)為Mo,諧振指示為lo,調(diào)微調(diào)測(cè)微計(jì)使諧振腔失諧到輸出指示為半功率點(diǎn)，在。。兩邊得到的半功率位置二，和，n:對(duì)應(yīng)一定的頻率，則諧振腔品質(zhì)因數(shù)Qo值可知。放入樣品后，由于樣品的el使間隙電容和腔體損耗都改變了。調(diào)節(jié)主測(cè)微計(jì)使對(duì)原信號(hào)頻率諧振

4、，這時(shí)主測(cè)微器位置為M，諧振輸出指示為1;。由這些參數(shù)就可以算出擴(kuò)和tand=測(cè)試系統(tǒng)框圖如圖3所示:m9xHPAA4E,cl〕HA'T*AnH}Mxftat"1KAB&

5、一個(gè)零點(diǎn)符合公式(1),，.=(2.405A)/(2nI-T)....................................(1)為使內(nèi)導(dǎo)體間隙中為均勻場(chǎng)，內(nèi)導(dǎo)體的半徑應(yīng)小于0.1r,。由此得內(nèi)導(dǎo)體直徑應(yīng)小于76X10-'A/,廠于。這里A為中心頻率的波長(zhǎng)，單位為cm,2.2.1.2外導(dǎo)體內(nèi)徑D=(3-3.6)a式中:d—內(nèi)導(dǎo)體直徑，mm,2.2.1.3腔長(zhǎng)約為A/s,2.2.2間隙電容諧振腔應(yīng)設(shè)計(jì)成大電容加載式同軸諧振腔。端面電容e由主測(cè)微器帶動(dòng)中心導(dǎo)體的移動(dòng)而改變。上、下內(nèi)導(dǎo)體兩端面的平行度小于0.Olmm,上、下端內(nèi)導(dǎo)體同心度小于。.02mm,主測(cè)微

6、器既對(duì)頻率刻度，還對(duì)電容刻度，以得到計(jì)及邊緣效應(yīng)的內(nèi)導(dǎo)體增量A，得出M-f和M-A對(duì)照表。這里M是主測(cè)微器刻度。2.2.3微調(diào)電容下內(nèi)導(dǎo)體上方開一個(gè)側(cè)向圓孔，位于腔體右側(cè)的微調(diào)測(cè)微計(jì)推動(dòng)金屬桿在孔內(nèi)移動(dòng)就構(gòu)成微調(diào)圓柱電容器Cp,此微調(diào)電容器對(duì)頻率刻度，作出主測(cè)微器在不同位置M(不能少于15點(diǎn))時(shí)，微調(diào)測(cè)微器讀數(shù)二與頻率了之間的關(guān)系曲線，實(shí)際上每一個(gè)位Pi時(shí)的、-f是一根直線這就可以得到每一位置M時(shí)對(duì)應(yīng)的。-f線的斜率Ii，這就是M-K對(duì)照表。2.2.4藕合機(jī)構(gòu)輸入、輸出輛合均用環(huán)輛合，它們對(duì)諧振腔呈弱藕合，兩環(huán)之間不產(chǎn)生直接禍合。2.2.5對(duì)重入腔主要參數(shù)的要求品質(zhì)

7、因數(shù):2000^-2500;主測(cè)微器分辨率:。.002mm,附錄A給出一個(gè)中心頻率為450MHz的腔的參數(shù)，供參考。2.3功率指示器(或平方律檢波器)指示器靈敏度不低于一35dB;駐波比小于1.1,2.4隔離器(H)隔離度大于20dB;正反向駐波比小于卜1,一14一S7/T10143-913試驗(yàn)條件3.1正常的試驗(yàn)大氣條件溫度:20--30'C‘相對(duì)濕度:45%一75%;氣壓:86^-106kPa,對(duì)一個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試時(shí)，在正常的測(cè)試大氣條件下進(jìn)行一系列測(cè)量期間，其溫度、濕度應(yīng)保持穩(wěn)定。3.2仲裁試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件溫度:25士1'C;相對(duì)濕度:48%一52%;氣壓