[发明专利]一种基于矩形谐振腔的电磁参数测量方法

权利要求书

1.一种基于矩形谐振腔的电磁参数测量方法，其特征在于：本方法的实施过程如下，

步骤1)：建立谐振腔谐振参数与复电磁参数之间的关系表达式；

谐振腔谐振频率与复介电常数实部、复磁导率实部，谐振腔品质因数倒数与复介电常数虚部、复磁导率虚部之间存在线性关系；因此，通过线性系数标定的方法，利用谐振腔谐振参数表征待测材料的复电磁参数：

其中，ε’为复介电常数的实部；ε”为复介电常数的虚部；μ’为复磁导率的实部；μ”为复磁导率的虚部；f为谐振频率，Q为品质因数，下标0表示空腔状态下的参数，下标s表示插入待测材料后谐振腔的谐振参数；V₀为谐振腔体积；V_s为待测材料体积；A和B分别为待定系数；

步骤2)：搭建微波检测系统；

该检测系统包括：矢量网络分析仪(1)、同轴电缆(2)、耦合短路板(3)、标准矩形波导WR-90(5)和矩形谐振腔(6)；标准矩形波导WR-90(5)通过同轴电缆(2)与矢量网络分析仪(1)连接；标准矩形波导WR-90(5)通过耦合短路板(3)上的螺栓孔(4)与矩形谐振腔(6)相连接；矩形波导管为矩形谐振腔(6)的中心结构，在矩形波导管水平方向的中心位置处开有圆形孔即复介电常数测量孔(8)，复介电常数测量孔(8)用来测量复介电常数；在矩形波导管垂直方向的中心位置处开有圆形孔即复磁导率测量孔(7)，复介电常数测量孔(8)和复磁导率测量孔(7)作为待测材料的放置孔，分别用来测量复介电常数与复磁导率；

步骤3)：复电磁参数的测量；

利用矢量网络分析仪(1)设置扫频范围，通过标准矩形波导WR-90(5)将测试微波沿耦合孔(9)耦合入矩形谐振腔(6)，电磁波通过两耦合短路板(3)反射，在谐振腔内产生驻波分布，形成谐振；将已知复介电常数的材料沿复介电常数测量孔(8)插入矩形谐振腔，选择奇数工作模态，利用矢量网络分析仪提取谐振参数f、Q，结合公式(1)、(2)进行线性系数A的标定；将已知复磁导率的材料沿复磁导率测量孔(7)插入谐振腔，选择偶数工作模态，利用矢量网络分析仪提取谐振参数f、Q，结合公式(3)、(4)进行线性系数B的标定；在线性系数标定完成后，将待测复磁导率的材料沿复磁导率测量孔(7)插入谐振腔并选择偶数工作模态，将待测复介电常数的材料沿复介电常数测量孔(8)插入谐振腔，并选择奇数工作模态，利用矢量网络分析仪获取加载前后谐振腔的谐振参数，结合公式(1)-(4)最终实现复电磁参数测量。