[发明专利]低损低介电材料的测量方法及测量系统

说明书

本发明提供的低损低介电材料的测量方法及测量系统，利用射频或毫米波双通道衰减测量系统能够测量被测材料相移的优势，通过调整源反射系数和负载反射系数，使源反射系数和负载反射系数的一系列值分别形成一个等幅度的矢量圆，再通过求解圆心，计算出被测低损低介电材料的传输系数和反射系数，最终通过NRW(Nicolson–Ross–Weir)公式计算得到被测材料的介电系数和/或磁导率。本发明能够提高介电系数和磁导率测量结果的准确度。

技术领域

本发明涉及材料测量技术领域，尤其涉及一种低损低介电材料的测量方法及测量系统。

背景技术

目前材料的介电系数和磁导率的测量主要有三种测量方法，电容法，传输线法，谐振腔法。电容法适用于测量较低的频段，例如100kHz～30MHz；谐振腔法适用于高频，但是是点频测量；传输线法适用于很宽的频段从1MHz至毫米波段，因此测量固体材料宽频特性普遍采用传输线法。经典的传输线法是基于网络分析仪测量材料的正向传输系数S₂₁、反向传输系数S₁₂、输入反射系数S₁₁和输出反射系数S₂₂，通过NRW(Nicolson–Ross–Weir)公式计算得到材料的介电系数(即介电常数)和磁导率。由于网络分析仪自身的残余误差，在测量低损低介电材料时，其传输系数S₂₁/S₁₂和反射系数S₁₁/S₂₂的测量结果中，网络分析仪自身的残余误差甚至可能远大于传输系数和反射系数的真实值，因此，由传输系数S₂₁/S₁₂和反射系数S₁₁/S₂₂导出的介电系数和磁导率相对误差偏大，影响介电系数和磁导率的测量准确性，这是国际公认的测量技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种低损低介电材料的测量方法及测量系统以解决测量低损低介电材料的介电系数和磁导率时，测量误差大的技术问题。

基于本发明实施例的一方面，本发明提供了一种低损低介电材料的测量方法，该方法包括：

在源端调配器及负载端调配器之间未置入被测材料的条件下：

将源端调配器及负载端调配器的反射系数均置为0并保持不变，测量得到传输参数T_{Null|Γg0,ΓL0}；

将负载端调配器的反射系数置为0并保持不变，将源端调配器反射系数置为模值固定为第一模值，相位在圆周内等间隔分布的N个矢量，测量得到N个传输参数T_{Null|Γgi,ΓL0}；

将源端调配器的反射系数置为0并保持不变，将负载端调配器反射系数置为模值固定为第二模值，相位在圆周内等间隔分布的N个矢量，测量得到N个传输参数T_{Null|Γg0,ΓLi}；

在源端调配器及负载端调配器之间置入被测材料的条件下：

将源端调配器和负载端调配器的反射系数均置为0并保持不变，测量得到传输参数T’_D|Γg0,ΓL0；

将负载端调配器的反射系数置为0并保持不变，将源端调配器反射系数置为模值固定为第一模值，相位在圆周内等间隔分布的N个矢量，测量得到对应的N个传输参数T’_D|Γgi,ΓL0；

将源端调配器的反射系数置为0并保持不变，将负载端调配器反射系数置为模值固定为第二模值，相位在圆周内等间隔分布的N个矢量，测量得到对应的N个传输参数T’_D|Γg0,ΓLi；

基于传输参数的计算公式计算得到在源端调配器和负载端调配器的反射系数均被置为0条件下的传输参数T_D0；