【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电磁场测量，尤其涉及一种材料介电常数变温校准方法和装置。
技术介绍
1、电磁波在介质中传播时，电磁场与材料的关系可以用电磁参数来表示，其中介电常数是表征电磁参数的重要参数之一。介电常数通常会随着温度和频率的变化而发上改变，从而改变了微波元器件的工作性能。微波材料应用于航空、航天、生物、化工等领域中工作在不同温度时，如飞机表面的涂层材料在飞机飞行时由于与大气层发生剧烈摩擦下温度甚至于可以达到上千度，微波材料的介电常数将发生改变，因此知道微波材料在不同温度环境下的介电性能十分重要。
2、传输反射法通过测量获取被测样品的散射参数(s参数)，结合测量频率、样品厚度等参数，反演出被测样品的介电常数。该方法在微波频段的测量精度很高，可以在较宽频带内进行扫频测量，易于实现温度环境模拟，便于开展高温材料介电常数校准。
3、目前，国内对高/低温环境下材料介电常数测试已有相关研究，传统方法采用冷却措施如水冷、液氮等方式进行恒温控制与确保微波器件不受高温影响，但使测量系统变得复杂。
技术实现思路
1、本申请提出一种材料介电常数变温校准方法和装置。本申请旨在提出一种简便有效的校准方案，可在高/低温环境下采用传输反射法对材料的介电常数进行校准，本申请解决了材料介电常数的变温测量与变温误差不易修正的问题，对其它毫米波频段材料介电常数的高低温测量以及更高温度测量提供参考依据。
2、本申请实施例提出一种材料介电常数变温校准方法，包括以下步骤：
3、对加热波
4、在加热波导传输线中装入被测样品进行测试，获得变温有载s参数矩阵st；
5、将变温空腔等效为在常温空腔第二端口侧级联误差网络，根据常温空腔s参数矩阵s0、变温空腔s参数矩阵si确定误差矩阵；
6、将变温有载等效为在所述被测样品的第二端口侧级联所述误差网络，根据所述误差矩阵和所述变温有载s参数矩阵st确定所述被测样品的修正s参数，再转换为所述被测样品的介电常数。
7、在本申请的一个实施例中，还包括以下步骤：根据误差矩阵参数确定传输相位对应的膨胀长度；根据所述膨胀长度确定被测样品两侧的参考面。
8、在本申请的一个实施例中，还包括以下步骤：根据变温条件下的膨胀长度，确定被测样品的参考面为初始参考面向第二端口方向平移，平移量正比于所述膨胀长度。在本申请的实施例中，优选地，所述平移量和膨胀长度的比例系数为0.25条件下，测得的介电常数满足设定的测试误差要求。
9、在本申请的一个实施例中，还包括以下步骤：在测试前，对包含加热波导传输线的测试系统进行校准，确定初始参考面。
10、在本申请的实施例中，优选地，所述变温的条件包括高温或低温的设定温度条件；在任一所述设定温度条件下保温设定时长后，采集s参数矩阵。
11、在本申请的实施例中，优选地，所述测试采用波导传输反射法。
12、本申请实施例还提出一种材料介电常数变温校准系统，用于实现本申请任意一项实施例所述材料介电常数变温校准方法，所述系统包括网络分析仪、隔热波导、加热波导、测试夹具、温箱和控制模块；
13、所述加热波导包含设置在第一端口侧的第一加热波导和设置在第二端口侧的第二加热波导；
14、所述隔热波导包含设置在第一端口侧的第一隔热波导和设置在第二端口侧的第二隔热波导；
15、网络分析仪第一端口输出测量信号经过第一隔热波导、第一加热波导、测试夹具、第二加热波导、第二隔热波导，传输透射信号进入网络分析仪第二端口，反射信号进入网络分析仪第一端口；
16、所述第一加热波导、第二加热波导的至少一部分，以及所述测试夹具位于温箱内；
17、所述测试夹具设置在所述第一加热波导和所述第二加热波导之间，用于装入被测样品；
18、所述控制模块，用于控制温箱温度；
19、还包含计算机，用于根据网络分析仪获得的s参数矩阵计算，确定被测样品的介电常数。
20、在本申请的一个实施例中，所述第一隔热波导和所述第一加热波导整体贯穿温箱壁，在温箱壁进行滑动抽拉结构配置；所述第二加热波导整体位于温箱内；第一加热波导法兰盘用定位销钉贯穿测试夹具与第二加热波导法兰盘，实现对测试夹具定位。
21、在本申请的一个实施例中，在空腔和/或加载条件下，对第一加热波导的位置进行滑动抽拉调整，对测试系统进行校准，确定初始参考面。
22、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
23、本申请提出的修正方法可有效修正高/低温误差，可得到正确的介电常数结果，经过误差修正后的测试误差约在5％以内，满足工程应用要求。本申请的技术方案对其它毫米波频段材料介电常数的高/低温校准以及更高温度测量提供参考依据。本申请的新的测量方法简单便捷，测量准确度较高，具有较强的实用性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种材料介电常数变温校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：
3.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：
4.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：
5.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，所述测试采用波导传输反射法。
7.如权利要求3所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，所述平移量和膨胀长度的比例系数为0.25条件下，测得的介电常数满足设定的测试误差要求。
8.一种材料介电常数变温校准系统，用于实现权利要求1～7任意一项所述方法，其特征在于，包括网络分析仪、隔热波导、加热波导、测试夹具、温箱和控制模块；
9.如权利要求8所述的材料介电常数变温校准系统，其特征在于，所述第一隔热波导和所述第一加热波导整体贯穿温箱壁，在温箱壁进行滑动抽拉结构配置；所述第二加热波导整体位于
10.如权利要求8所述的材料介电常数变温校准系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种材料介电常数变温校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：
3.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：
4.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：
5.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，所述测试采用波导传输反射法。
7.如权利要求3所述材料介电常数变温校准方法，其特征在于，所述平移量和...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯丽颖，成俊杰，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。