【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波、毫米波材料电磁参数测试，具体涉及一种基于中心插入金属圆片的圆柱腔的基板介电常数测试装置。
技术介绍
1、随着印刷电路板的不断发展，介质基板也随之不断发展，介质基板作为电路元器件的支撑材料，在电路板、芯片、半导体等领域应用广泛。随着器件应用频率的不断增加，需要介质基板能有着更稳定的性能，因此目前很多低损耗介质基板由多种材料复合而成，随着不同特性材料的组合，介质基板的介电常数为各向异性，即水平方向和垂直方向的介电常数不同。目前大多介电常数的测试手段都是对水平方向的介电常数进行测试，少有方法可以测试高频下介质基板垂直方向的介电特性；而对介质基板垂直方向的介电特性测试，获得垂直方向的介电常数，对于具有各向异性的介质基板的介电常数的准确确定是十分重要的。
2、目前测试介质基板垂直方向介电性能常用的测试方法主要有平板电容法、整板测试法、带状线谐振器法。文献[1]采用平板电容法测试介质样品，将待测材料放在两个电极之间构成电容器，通过测量电容值来计算介电常数，但是该方法测试频率低，通常只用于1ghz以下的测试；ipc标准[2]采用整板测试法是将双面覆铜板的上下金属面与同轴接头的内外导体连接，由整块覆铜板构成谐振器进行测试，其测试频率一般为0.5ghz以下，常用做产品的质量监测；文献[3]采用带状线谐振器法，将材料制作成带状线谐振器，通过测量谐振频率和品质因数来计算介电常数，但是该方法对样品平整度要求高，且由于边缘效应误差较大，适用频率范围为0.5～20ghz。
3、前述测试方法通常只用于低频测试，且对
4、[1]赵戊寅,陈新伟,马润波.便携式平行板结构介电常数测量仪的设计[j].仪表技术与传感器,2023,(06):40-43.
5、[2]the institute for interconnecting and packaging electroniccircuits 2215sanders road·northbrook,il 60062.ipc-tm-650test methods manual-2.5.5.6non-destructive full sheet resonance test for permittivity of cladlaminates[s].
6、[3]张永华,刘立国.带状线法测试高频印制板基材复介电常数研究[j].印制电路信息,2018,26(08):21-26.
技术实现思路
1、针对
技术介绍
所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于中心插入金属圆片的圆柱腔的基板介电常数测试装置。该装置设计中间分割的圆柱形谐振腔，将待测介质基板、金属圆片、待测介质基板依次放置于分隔区域内，腔内电场垂直分布在介质基板上，从而可以实现对介质基板垂直方向的介电常数测试。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于中心插入金属圆片的圆柱腔的基板介电常数测试装置，包括同轴馈电结构1、中间分割的圆柱形谐振腔2、待测介质基板3、金属圆片4、微波电缆5、矢量网络分析仪6和法兰7；
4、中间分割的圆柱形谐振腔2由第一半圆柱腔和第二半圆柱腔组成，待测介质基板包括两个相同的第一介质基板和第二介质基板；腔体结构从上至下依次为：第一半圆柱腔、第一介质基板、金属圆片、第二介质基板和第二半圆柱腔；两个半圆柱腔的短路面中心处开孔，设置同轴馈电结构；金属圆片、中间分割的圆柱形谐振腔与馈电结构在竖直方向同轴；在圆柱形谐振腔的开路面设置法兰7，用于固定连接腔体结构。
5、进一步的，所述金属圆片直径应大于圆柱形谐振腔的腔体直径。
6、进一步的，所述介质基板的形状为规则形状或不规则形状；所述规则形状具体为圆形、矩形等，介质基板任意两边连线的最短距离应大于金属圆片直径1.3倍，防止腔内电场的外泄。
7、进一步的，所述基板介电常数测试装置还包括移动单元，所述移动单元用于上下移动第一半圆柱腔，便于更换待测测试基板。
8、进一步的，介质基板和圆盘的厚度决定了测试的最高频率，圆柱腔的高度越大，q值越高，谐振频率和品质因数测试精度越高；测试垂直方向的介电常数，必须保证电场垂直于介质板，所以必须限制圆柱腔的高度，使得圆柱腔内不能出现杂模。
9、进一步地，所述基板介电常数测试装置的工作频率为：其中c0为真空中的光速，μ、ε是待测介质基板的介电常数和磁导率，d是两个法兰面之间的间隙。
10、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
11、1.本专利技术通过在中间分割的圆柱腔中插入金属圆片，改变了腔内电场分布，使得待测介质基板内电场垂直于待测介质基板和金属圆片，因此可以实现介质基板垂直方向的介电常数的测试；同时，本专利技术测试装置灵敏度高，工作频段可至110ghz，能够实现在高频下对介质基板的测试，为高频器件的发展奠定了坚实的基础。
12、2.本专利技术装置在使用过程中对介质基板的形状不做要求，可以采用圆形、矩形等结构；测试过程中，需确保金属圆片、圆柱形谐振腔与馈电结构同轴，从而就可以保证介质基板内电场垂直分布，从而使得该测试装置可以对不同结构介质基板进行测试。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于中心插入金属圆片的圆柱腔的基板介电常数测试装置，其特征在于，包括同轴馈电结构、中间分割的圆柱形谐振腔、待测介质基板、金属圆片、微波电缆、矢量网络分析仪和法兰；
2.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述金属圆片直径应大于圆柱形谐振腔的腔体直径。
3.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述介质基板的形状为规则形状或不规则形状；介质基板任意两边连线的最短距离应大于金属圆片直径1.3倍。
4.如权利要求3所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述规则形状具体为圆形或矩形。
5.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，介质基板和圆盘的厚度决定测试的最高频率。
6.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，圆柱腔的高度越大，Q值越高，谐振频率和品质因数测试精度越高；但高度过高，圆柱腔内会出现杂模。
7.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述基板介电常数测试装置的工作频率为f，其中c0为真空中的光速，μ、ε是待测介质基板的介电常数和磁导
8.如权利要求1-7任一权利要求所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述基板介电常数测试装置还包括移动单元，所述移动单元用于上下移动第一半圆柱腔，便于更换待测介质基板。
...【技术特征摘要】
1.基于中心插入金属圆片的圆柱腔的基板介电常数测试装置，其特征在于，包括同轴馈电结构、中间分割的圆柱形谐振腔、待测介质基板、金属圆片、微波电缆、矢量网络分析仪和法兰；
2.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述金属圆片直径应大于圆柱形谐振腔的腔体直径。
3.如权利要求1所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述介质基板的形状为规则形状或不规则形状；介质基板任意两边连线的最短距离应大于金属圆片直径1.3倍。
4.如权利要求3所述的基板介电常数测试装置，其特征在于，所述规则形状具体为圆形或矩形。
5.如权利要求1所述的基板介电常数测试装...
【专利技术属性】
技术研发人员：余承勇，胡嫁琪，冯天琦，何骁，高冲，张云鹏，高勇，龙嘉威，郑虎，李恩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
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。