[发明专利]一种基于多参考样品的同轴谐振腔校准方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于多参考样品的同轴谐振腔校准方法，及系统，通过连接电缆连接矢量网络分析仪和同轴谐振腔，激励腔体得到谐振曲线，得到空腔的谐振频率和品质因数；加载介电常数一定的第一参考样品，记录谐振频率相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量；加载另一介电常数为的第二参考样品，记录谐振频率相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量；根据介电常数与谐振频率及品质因数变化量之间的关系，求解常量，完成校准常量的求解；加载待测样品，记录谐振频率相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量，结合校准常量，求得待测样品的介电常数和损耗角正切，完成同轴谐振腔校准。

技术领域

本公开属于，具体涉及一种基于多参考样品的同轴谐振腔校准方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

微波介质材料作为电磁波传输媒质已广泛地应用于微波的各个领域中，如微波通信、卫星通信、导弹制导、电子对抗、雷达导航、遥感、遥测等系统已大量使用微波介质材料。介质材料的介电常数表征了材料与电磁场的相互作用。介电常数测试随着介质材料的广泛应用具有越来越重要的意义。基于同轴谐振腔的材料介电常数测试方法，与其他方法相比具有测试精度高、一次能测试多个频点、测试方便等优点。

同轴谐振腔材料测试方法的基本原理是利用介质材料加载前后的谐振频率变化反演材料的介电常数，校准方法是同轴谐振腔实现高精度测试的关键。但据发明人了解，目前基于同轴谐振腔终端电容等效原理的基础上推导出介电常数反演公式，对于同轴谐振腔来说，样品区位于开路端面外，该区域的电磁场属于辐射场，要精确的写出电磁场场表达式，存在比较大困难，测试精度较低，尤其在高频测试下，电容等效法误差较大，导致采用该校准技术的介电常数测试精度达不到2％。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于多参考样品的同轴谐振腔校准方法及系统，本公开采用准静态等效原理，在不增加任何硬件成本的前提下，利用多种参考样品多次测试，实现同轴谐振腔精确校准，提高介电常数提取精度。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种基于多参考样品的同轴谐振腔校准方法，包括以下步骤：

通过连接电缆连接矢量网络分析仪和同轴谐振腔，激励腔体得到谐振曲线，得到空腔的谐振频率和品质因数；

加载介电常数一定的第一参考样品，记录谐振频率相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量；

加载另一介电常数为的第二参考样品，记录谐振频率相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量；

根据介电常数与谐振频率及品质因数变化量之间的关系，求解常量，完成校准常量的求解；

加载待测样品，记录谐振频率相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量，结合校准常量，求得待测样品的介电常数和损耗角正切，完成同轴谐振腔校准。

一种基于多参考样品的同轴谐振腔校准方法，包括以下步骤：

接收同轴谐振腔测得的空腔的谐振频率和品质因数；

接收介电常数已知第一参考样品的相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量；

接收介电常数已知第二参考样品的相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量；

根据介电常数与谐振频率及品质因数变化量之间的关系，求解常量，完成校准常量的求解；

接收待测样品的相对于空腔的谐振频率和品质因数的变化量，结合校准常量，求得待测样品的介电常数和损耗角正切，完成同轴谐振腔校准。

作为进一步的限定，介电常数与谐振频率及品质因数变化量之间的关系为：