[发明专利]一种材料电磁参数测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量系统，尤其涉及一种材料电磁参数测量系统。

背景技术

现有的材料电磁参数测量系统是将材料放置于自由空间中，是一种非接触和非破坏性的自由空间测试方法。它利用发射天线将电磁波辐射到自由空间，再利用接收天线接收并测量材料对所发射电磁波的反射和透射信号，最后通过S参数计算介质材料的电磁参数。与其他测量方法相比，自由空间测量方法对测试材料样品没有非常严格的形状和工艺要求，只需要测试材料厚度均匀且具有一定大的测试面积。自由空间测量方法还具有很高的灵活性，可以随意改变入射电磁波的极化方向和入射角度，非常适宜于测量复合材料的电磁参数。

现有的材料电磁参数测量系统如图1所示，其包括用作发射源和接收源的发射透镜天线1和接收透镜天线2。透镜将电磁波汇聚于测试样品3表面一定范围内，使透射到样品表面的电磁波范围变小，样品的边沿散射被抑制。然而透镜天线成本昂贵，且测试样品必须精确地放置于收发透镜的几何中心点，这影响了测试精度也增加了校准操作难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种结构简单、成本较低且操作简便的材料电磁参数测量系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种材料电磁参数测量系统，其包括发射天线、接收天线以及位于发射天线和接收天线之间的样品支架，被测样品设置于样品支架上；所述样品支架上除被测样品所占表面外，其他表面均被吸波材料覆盖。

进一步地，所述接收天线和发射天线同轴设置，所述被测样品长度大致等于发射天线和接收天线口径面直径。

进一步地，所述吸波材料为吸波海绵。

进一步地，所述吸波材料包括基材以及周期排布于基材两相对侧表面的第一金属微结构和第二金属微结构，所述第一金属微结构包括相互垂直而连接成“十”字形的两个第一金属分支，分别连接在所述第一金属分支两端且垂直于所述第一金属分支的第二金属分支；所述第二金属微结构由一边具有缺口的四边形状的第三金属分支构成。

进一步地，所述第一金属微结构的第二金属分支中点分别设于其所连接的该第一金属分支的端点，第二金属微结构由一边中点具有缺口的正方形状的第三金属分支构成。

进一步地，所述吸波材料包括基材以及周期排布于基材一侧表面的第三金属微结构，所述第三金属微结构包括第一金属分支，所述第一金属分支构成一边具有缺口的四边形状；一端设于该缺口相对的四边形边上并向该缺口延伸且突出该缺口的第二金属分支；垂直于所述第二金属分支另一端的第三金属分支。

进一步地，所述第三金属微结构以第二金属分支为对称轴成左右对称结构。

进一步地，所述基材为FR-4材料、铁电材料、铁氧材料或陶瓷材料。

进一步地，所述基材为FR-4材料、铁电材料、铁氧材料或陶瓷材料。

进一步地，所述第一金属微结构和第二金属微结构通过蚀刻、钻刻、电子刻或离子刻附着于基材两相对侧表面上。

本发明通过采样样品支架夹持样品，并在样品支架两侧设置吸波材料，使得本发明材料电磁参数测量系统无需采用昂贵的透镜天线即可得到材料电磁参数。进一步地，本发明材料电磁参数测量系统中的吸波材料为利用超材料原理设计的吸波材料，该吸波材料具有厚度较薄、吸波频带较宽且吸波性能较好的优点。

附图说明

图1为现有的材料电磁参数测量系统的结构示意图；

图2为本发明材料电磁参数测量系统的结构示意图。

图3为本发明第一较佳实施例中附着于基材一侧表面的第一金属微结构拓扑形状示意图；

图4为本发明第一较佳实施例中附着于基材另一侧表面的第二金属微结构拓扑形状示意图；

图5为本发明第二较佳实施例中附着于基材上的第三金属微结构拓扑形状示意图。

具体实施方式

请参照图2，图2为本发明材料电磁参数测量系统的结构示意图。图2中，本发明材料电磁参数测量系统包括发射天线10、接收天线20以及位于发射天线10和接收天线20之间的样品支架30。被测样品40设置于样品支架30之上，所述样品支架30上除被测样品40所占表面外，其他表面均被吸波材料50覆盖。

进一步地，接收天线20和发射天线10同轴设置，被测样品40长度大致等于发射天线10和接收天线20口径面直径。当被测样品40长度大于天线口径面直径时，被测样品40大于天线口径面的部分表面也被吸波材料50覆盖。