[发明专利]一种基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法

权利要求书

1.一种基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法，包括以下步骤：

步骤1、待测材料的初判：若待测材料为介电常数实部与损耗正切值的参考值已知的材料A，则进入步骤2；若待测材料为介电常数实部与损耗正切值未知的材料B或者新材料C，则进入步骤3；

步骤2、查表或估算得到待测材料的介电常数实部参考值ε_r和损耗正切值参考值tanδ_r，然后根据介电常数实部参考值ε_r和损耗正切值参考值tanδ_r的乘积选择待测材料的放置位置：

假设矩形腔的宽边为a，待测样品孔的中心与矩形腔的中心之间的距离为ma；当待测材料为高损耗材料，即待测材料的ε_rtanδ_r≥10时，待测材料放置于高损耗材料样品孔内，当待测材料为中损耗材料，即1≤ε_rtanδ_r＜10时，待测材料放置于中损耗材料样品孔内，当待测材料为低损耗材料，即ε_rtanδ_r＜1时，待测材料放置于低损耗材料样品孔内，m＝0；接着进入步骤4；

步骤3、将待测材料放置于低损耗材料样品孔内，若测得的谐振曲线的峰高小于3dB时，将待测材料依次放置于中损耗材料和高损耗材料样品孔内，直至测得的谐振曲线的峰高大于或等于3dB，进入步骤4；若测得的谐振曲线的峰高大于或等于3dB，进入步骤4；

步骤4、采用通过式矩形谐振腔法或者反射式矩形谐振腔法分别测试空腔时的谐振频率f₀和谐振腔的Q值q₀，以及放入待测样品后的谐振频率f₁和谐振腔的Q值q₁；

步骤5、根据如下公式计算得到复介电常数的实部ε′和虚部ε”：

其中，Vc为待测样品的体积，Vs为矩形谐振腔的体积；

根据计算，即可得到材料A的复介电常数真实值，以及材料B或材料C的介电常数实部参考值和损耗正切值参考值；

步骤6、针对材料B或材料C，判断步骤5得到的介电常数实部参考值和损耗正切值参考值与待测样品的放置位置是否满足步骤2的规则：若满足，则以步骤5得到的复介电常数作为最后测得的复介电常数真实值；若不满足，则按照步骤2中提到的介电常数实部参考值和损耗正切值参考值的乘积与待测材料的放置位置之间的规则，选择材料B或材料C的放置位置，再重复步骤4与步骤5，得到复介电常数真实值。

2.根据权利要求1所述的基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法，其特征在于，所述方法在一个开有多个待测样品孔的谐振腔中实现，或者在不同位置开有待测样品孔的多个谐振腔中选择合适的谐振腔进行测试。

3.根据权利要求1所述的基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法，其特征在于，所述待测样品孔的中心在所述矩形腔的横轴线或者纵轴线上。

4.一种基于权利要求1所述方法测量非磁性材料复介电常数的装置，包括矩形谐振腔、网络分析仪，所述矩形谐振腔的中心设置测试样品孔，其特征在于，在所述矩形谐振腔的横轴线或者/和纵轴线上还设有至少一个测试样品孔。

5.根据权利要求4所述的测量非磁性材料复介电常数的装置，其特征在于，所述矩形谐振腔的横轴线或者/和纵轴线上还设有2～6个测试样品孔，包括1～3个中心与矩形谐振腔中心的距离为a的测试样品孔和1～3个中心与矩形谐振腔中心的距离为a的测试样品孔，a为矩形腔的宽边边长。