[发明专利]一种材料介电性能的精确测试方法及系统

权利要求书

1.一种材料介电性能的精确测试方法，其特征在于，包括：

通过谐振腔法激励谐振腔获得谐振曲线；

记录测试频率以及与测试频率一一对应的复信号数据；

建立复信号数据与测试频率、谐振频率和3dB带宽之间的等式关系；

对所述等式关系进行线性化处理；

根据线性化处理后的等式关系建立最小二乘法公式；

通过对最小二乘法公式求偏导得到谐振频率和3dB带宽；

根据谐振频率和3dB带宽求得品质因素；

通过谐振频率和品质因数获得材料的介电特性。

2.如权利要求1所述的一种材料介电性能的精确测试方法，其特征在于，建立复信号数据与测试频率、谐振频率和3dB带宽之间的等式关系，具体为：

其中，f为测试频率，S₂₁(f)为获取的每个对应频率f的复信号，f_B为3dB带宽，f_R为谐振频率，为与频率无关的相位常量，|S₂₁|_max为获取的谐振频率点的幅度值。

3.如权利要求1所述的一种材料介电性能的精确测试方法，其特征在于，对所述等式关系进行线性化处理，具体为：

将所述等式关系简化为：其中，

其中，S₂₁(f)为获取的每个对应频率f的复信号，f_B为3dB带宽，f_R为谐振频率，为与频率无关的相位常量，|S₂₁|_max为获取的谐振频率点的幅度值；

将简化后的等式转化为线性公式，其中，

4.如权利要求1所述的一种材料介电性能的精确测试方法，其特征在于，根据线性化处理后的等式关系建立最小二乘法公式，具体为：

其中，j表示采样频率点,W_j为每个频率点数据对应的权重系数；χ²为最小二乘法的一个中间变量，为中间变量，是第j个采样频点的S₂₁的倒数。

5.如权利要求4所述的一种材料介电性能的精确测试方法，其特征在于，通过对最小二乘法公式求偏导得到谐振频率和3dB带宽，具体为：

通过复线性回归得到W_j＝A|S₂₁(f_j)|⁴，其中，A为未知常量，f_j是第j个采样点的频率；

令其中，a、b、p、q、u_j、v_j分别为上式中实部和虚部的未知变量；

将上述参数带入最小二乘法公式，对a、b、p、q求偏导，得到a、b、p、q参数的值；进而求得的值，根据公式求得和的值；进而求得谐振频率f_R和3dB带宽f_B。

6.如权利要求1所述的一种材料介电性能的精确测试方法，其特征在于，根据谐振频率和3dB带宽求得品质因素，具体为：

Q＝f_R/f_B

其中，f_B为3dB带宽，f_R为谐振频率。

7.一种材料介电性能的精确测试系统，其特征在于，包括：

用于通过谐振腔法激励谐振腔获得谐振曲线的装置；

用于记录测试频率以及与测试频率一一对应的复信号数据的装置；

用于建立复信号数据与测试频率、谐振频率和3dB带宽之间的等式关系的装置；

用于对所述等式关系进行线性化处理的装置；

用于根据线性化处理后的等式关系建立最小二乘法公式的装置；

用于通过对最小二乘法公式求偏导得到谐振频率和3dB带宽的装置；

用于根据谐振频率和3dB带宽求得品质因素的装置；

用于通过谐振频率和品质因数获得材料的介电特性的装置。