[发明专利]微波介质基板宽带连续介电特性参数的检测方法

说明书

本发明公开了一种微波介质基板宽带连续介电特性参数的检测方法，可以基于两个直线导波结构组建测试装置，在测试装置上固定待测材料的两端，得到两个直线导波结构的散射参数，将散射参数转换成对应的ABCD矩阵，以得到第一直线导波结构对应的第一ABCD矩阵和第二直线导波结构对应的第二ABCD矩阵，基于双线优化的ABCD矩阵，推算出优化后的复传播常数表达式，从而获取直线导波结构的导体损耗和辐射损耗，计算介质损耗，确定介质基板介质损耗正切，以对综合相数、直线损耗、有效介电常数、介质基板介电常数、介质损耗和介质基板介质损耗正切等介电特性参数进行准确检测，使检测得到的介电特性参数具有较高的精度。

技术领域

本发明涉及介质基板介电特性参数提取测试技术领域，尤其涉及一种微波介质基板宽带连续介电特性参数的检测方法。

背景技术

在设计微波(MW)/毫米波(MMW)/太赫兹(THz)器件和电路时，了解所用介质基板衬底的介电特性(介电常数和介电损耗角正切)是非常重要的。而真正的情况是，介质基板制造商通常只在一个单一的频率下提供介电信息，如1GHz或10GHz。一般情况下，介电性能在很小的频率范围内不会发生显著变化，但还是会导致器件的频率偏移和性能发生一定偏差。此外，来自不同制造商和不同批次的基板材料也可能具有不同的介电性能。同时，随着材料技术的发展，越来越多的新材料被开发出来应用于电磁场领域。因此，微波波段介电特性的提取一直是非常重要和有意义的，特别是对于新开发的材料。

相关文献中提出了许多提取介电性能的方法和技术，可分为两大类。一种是窄带测量技术，另一种是宽带测量技术。窄带测量技术主要是基于谐振腔的，它可以提供更精确的测量结果，但只适用于离散谐振点。宽带测量技术通常依赖于电磁波的传输或反射，而不是使用谐振腔，因此该技术可以提供宽带和连续的材料特性。

目前有一些利用多线来提取微波介质基板材料参数的。然而，采用这些方法检测得到的微波介质基板材料参数往往存在精度低或者准确性低的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种微波介质基板宽带连续介电特性参数的检测方法。

为实现本发明的目的，提供一种微波介质基板宽带连续介电特性参数的检测方法，包括如下步骤：

S10，基于两个直线导波结构组建测试装置，通过一组高频微波连接器在测试装置上固定待测材料的两端；所述直线导波结构的两端设有高频微波连接器，以使测试装置连接直线导波结构；所述两个直线导波结构包括第一直线导波结构和第二直线导波结构，第一直线导波结构的长度大于第二直线导波结构的长度；

S20，利用矢量网络分析仪对两个直线导波结构分别进行测试，得到两个直线导波结构的散射参数；

S30，将所述两个直线导波结构的散射参数转换成对应的ABCD矩阵，得到第一直线导波结构对应的第一ABCD矩阵和第二直线导波结构的第二ABCD矩阵；

S40，根据所述第一ABCD矩阵和第二ABCD矩阵计算得到优化后的综合相数和直线损耗，根据综合相数-有效介电常数等式确定有效介电常数；所述相数-有效介电常数等式记录综合相数和有效介电常数之间的关系；

S50，根据有效介电常数确定待测材料的介质基板介电常数；

S60，获取直线导波结构的导体损耗和辐射损耗，根据直线损耗、导体损耗和辐射损耗计算介质损耗，根据介质损耗、有效介电常数及介质基板介电常数确定介质基板介质损耗正切。

在一个实施例中，所述ABCD矩阵包括：