本发明专利技术属于微波、毫米波材料电磁参数测试技术领域，具体为一种基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置。包括封闭的圆柱谐振腔壳体，通过在圆柱谐振腔壳体内设圆环形磁性介质材，所述圆环形磁性介质材固定于圆柱谐振腔底壁上，并与圆柱谐振腔壳体同轴，其高度与圆柱谐振腔壳体内部高度一致；通过设有的圆环形磁性介质材将圆柱谐振腔体的电场压缩在该腔体的中心区域，实现了圆柱谐振腔测试低灵敏度电介质材料测试复介电常数准确率的提升。介质材料测试复介电常数准确率的提升。介质材料测试复介电常数准确率的提升。
【技术实现步骤摘要】
一种基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置
[0001]本专利技术属于微波、毫米波材料电磁参数测试
，具体涉及一种基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置，其用于测试低灵敏度电介质材料复介电常数。
技术介绍
[0002]微波介质材料被广泛应用于电子通信，雷达探测，生物医学等军用与民用行业。介质材料的性能，是决定微电子技术和半导体制造技术发展的重要的因素，准确测量介质材料的电磁参数对于无线通信技术以及微波毫米波电路集成的发展具有举足轻重的作用。目前，针对复介电常数的测试方法主要有网络参数法和谐振法两类。
[0003]常用的网络参数法有传输反射法、终端短路法以及自由空间法等方法，这类方法的测试频段宽，测试频点多，但一般情况下测试精度相对于谐振法较低。常用的谐振法有圆柱腔法、带状线法、准光腔法以及介质谐振器法等方法，相较于网络参数测试法，谐振法测试频点较少，但精度较高，其中，圆柱腔腔法在测试时，其腔体中央插入介质不会改变场的对称性和独立性，故广泛应用于复介电常数的测量。
[0004]现有的圆柱腔法复介电常数测试多采用腔体两端短路、中间无填充的常规圆柱腔，在测试时，需要将样品放置在圆柱腔的正中间，因为常规的圆柱腔并不能对腔体中间位置对电场实现压缩，因此对低灵敏度的电介质材料复介电常数测试时引起的变化量相对较小，导致测试结果的准确率较低。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置，以解决现有圆柱腔法测试低灵敏度电介质材料时，存在的复介电常数准确率低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的采用如下技术方案：
[0007]一种基于电场压缩的圆柱腔复介电常数测试装置，包括封闭的圆柱谐振腔壳体；
[0008]所述圆柱谐振腔壳体内设有圆环形磁性介质材料，圆环形磁性介质材固定在圆柱谐振腔底壁上，并与圆柱谐振腔壳体同轴；其高度与圆柱谐振腔壳体内部高度一致；
[0009]圆柱谐振腔壳体底壁设有两个耦合孔，两个耦合孔位于同一直径上，且分别位于圆环形磁性介质材的料两侧，其中一个耦合孔用于放置耦合环接收装置，另一个耦合孔用于放置耦合环激励装置；
[0010]在圆柱谐振腔壳体底壁和顶壁的中心处各开设一个贯穿的通孔，通过顶壁通孔与底壁通孔配合形成圆柱形的低灵敏待测材料放置区域。
[0011]进一步的，所述圆柱谐振腔壳体底壁与顶壁所开设的通孔为直径0.8mm～2mm的圆孔。
[0012]更进一步的，所述圆柱谐振腔壳体底壁与顶壁所开设的通孔为直径优选1mm，以保持圆柱谐振腔的电场不受损坏。
[0013]进一步的，所述底壁上的两个耦合孔关于底壁中心点对称。
[0014]进一步的，所述圆柱谐振腔壳体内壁镀银，以提升谐振腔品质因数。
[0015]进一步的，测试时，所使用待测材料大小应与待测材料放置区域大小相适应，以使其置于封闭的圆柱谐振腔。
[0016]采用上述技术方案后，本专利技术具有了以下有益效果：
[0017]1.本专利技术在圆柱谐振腔壳体内设有圆环形磁性介质材，所述圆环形磁性介质材固定于圆柱谐振腔底壁上，并与圆柱谐振腔壳体同轴，其高度与圆柱谐振腔壳体内部高度一致；通过设有的圆环形磁性介质材将圆柱谐振腔体的电场压缩在该腔体的中心区域，实现了圆柱谐振腔测试低灵敏度电介质材料测试复介电常数准确率的提升。
[0018]2.本专利技术圆柱谐振腔壳体，且壳体内壁镀银，提升谐振腔品质因数，实现更加准确的测试。
[0019]3.本专利技术的测试装置通过选择不同磁导率的介质材料、或根据圆环形介质材料尺寸设计实现不同的电场压缩效率，以应对不同的低灵敏度电介质材料复介电常数测试的需求。
附图说明
[0020]图1为实施例基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置的结构示意图；
[0021]图2为实施例基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置顶壁示意图；
[0022]图3实施例基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置腔体内壁底壁示意图；
[0023]图4为实施例基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置的圆环形磁性介质材料示意图；
[0024]图5为实施例基于电场压缩圆柱腔的复介电常数测试装置，设置圆环形磁性介质材料和不设置圆环形磁性介质材料的电场对比文件曲线；其中a为不设置圆环形磁性介质材料的电场压缩曲线，b为设置圆环形磁性介质材料的电场压缩的对比曲线；
[0025]附图标记：
[0026]1、圆柱谐振腔壳体、2、磁性介质材料，1
‑
1、顶壁，1
‑
2、底壁，1
‑2‑
1、耦合孔。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本专利技术作进一步地详细描述。
[0028]如图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供的一种基于电场压缩的圆柱腔复介电常数测试装置，包括封闭的圆柱谐振腔壳体1和待测材料。所述圆柱谐振腔壳体1内设有圆环形磁性介质材料2，圆环形磁性介质材2固定在圆柱谐振腔底壁上，并与圆柱谐振腔壳体1同轴；其高度与圆柱谐振腔壳体1内部高度一致。本实施例中，所述圆环形磁性介质材料2为高磁导率材料，优选相对磁导率10以上，且低损耗的磁性介质材料。圆柱谐振腔壳体1底壁设有两个耦合孔1
‑2‑
1，两个耦合孔1
‑2‑
1位于同一直径上，且分别位于圆环形磁性介质材2的两侧，其中一个耦合孔用于放置耦合环接收装置，另一个耦合孔用于放置耦合环激励装置，通过耦合环接收装置和耦合环激励装置使其与外部矢量网络分析仪相连。所述顶壁耦合环激励装置和耦合环激励装置均为SMA接头形式的耦合环。在圆柱谐振腔壳体底壁1
‑
2和顶壁1
‑
1的中心处各开设一个贯穿的通孔，通过顶壁1
‑
1通孔与底壁1
‑
2通孔配合形成圆柱形的
低灵敏待测材料放置区域。所述待测材料大小与待测材料放置区域相适应，使用时，待测材料通过圆柱谐振腔壳顶壁1
‑
1的通孔放入待测材料放置区域。
[0029]使用时，由于圆环形磁性介质材料2的存在，导致圆柱谐振腔内磁场往圆环形磁性介质材料2内进行压缩，配合环形高磁导率介质的内部存在电壁，使得圆环形磁性介质材料2内的电场能够有效压缩。从而实现了圆柱谐振腔测试低灵敏度电介质材料测试复介电常数准确率的提升。
[0030]本实施例的基于电场压缩的圆柱腔复介电常数测试装置各项尺寸为：
[0031]圆柱谐振腔体壳体1围成的腔体半径为30mm，高度为6mm；圆环形磁性介质材料2外径为9mm，内径为4mm，高度为6mm；两个耦合孔距离底壁中心点的距离均为12mm；待测材料直接为1mm，待测材料放置区域为圆柱形，构成该圆柱形的顶面和底面的两个圆形通孔直径均为1mm。
[0032]在TM020工作模式同谐振频率下，对本实施例的复介电常数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电场压缩的圆柱腔复介电常数测试装置，包括封闭的圆柱谐振腔壳体，其特征在于：所述圆柱谐振腔壳体内设有圆环形磁性介质材料，圆环形磁性介质材固定在圆柱谐振腔底壁上，并与圆柱谐振腔壳体同轴；其高度与圆柱谐振腔壳体内部高度一致；圆柱谐振腔壳体底壁设有两个耦合孔，两个耦合孔位于同一直径上，且分别位于圆环形磁性介质材的料两侧，其中一个耦合孔用于放置耦合环接收装置，另一个耦合孔用于放置耦合环激励装置；在圆柱谐振腔壳体底壁和顶壁的中心处各开设一个贯穿的通孔，通过顶壁通孔与底壁通孔配合形成圆柱形的低灵敏待测材料放置区域。2.如权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：程锦，张沂，龙嘉威，涂一航，张云鹏，高勇，高冲，余承勇，李恩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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