[发明专利]一种测量微小材料样本多频点介电常数的装置与方法

说明书

本发明公开了一种测量微小材料样本多频点介电常数的装置与方法，涉及材料科学领域，解决了目前材料的介电常数的值都对应于某一频段，并不能测试到对应具体频率的具体数值的介电常数的问题。本发明高频谐振结构，包括螺孔(5)和进出口(1)，所述进出口(1)用于放入或取出微扰体(3)，所述螺孔(5)用于螺纹连接调谐螺钉，所述高频谐振结构用于测量所述微扰体(3)的介电常数，所述调谐螺钉用于改变高频谐振结构的工作频率点。本发明克服了以往只能够测试某一频率范围内材料介电常数的困难，最终能够实现测试目标频率点对应的介电常数的方法。

技术领域

本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种测量微小材料样本多频点介电常数的装置与方法。

背景技术

材料科学的迅猛发展为各领域科研工作的深入推进创造了必要条件，即技术的实现依赖于对于材料特性的不断探索，例如材料的耐热性，介电常数等。而对于介质内电特性的研究，核心之一在于对介电常数方法的探索。在测量材料的介电常数方法方面，一般包含有传输线法、电路法、谐振法、自由空间波法等等，这些方法都是针对具体情况来使用的，且国家标准测量方法的覆盖频率为50MHz以下，100MHz～30GHz之间。但是电真空器件研究的迅速发展使得器件的频率已达到太赫兹级别。材料介电常数的测量方法能极大帮助电真空器件的研究工作以及工程应用方面，目前对于测试介电常数的方法仅能够测试某一个频段的介电常数值，这样的介电常数数值若能够对应于某一个频率点，则能够为某些领域在高频段的研究工作提供新的研究手段，是极其具有价值的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

1)国家标准测量方法的覆盖频率为50MHz以下，100MHz～30GHz之间；

2)目前材料的介电常数的值都对应于某一频段，并不能测试到对应具体频率的具体数值的介电常数；

本发明提供了解决上述问题的一种测量微小材料样本多频点介电常数的装置与方法，本发明在高频率的大前提下，通过谐振腔及微扰法来测试某一个频率点的材料介电常数。

本发明通过下述技术方案实现：

一种测量微小材料样本多频点介电常数的装置，包括高频谐振结构，所述高频谐振结构包括螺孔和进出口，所述进出口用于放入或取出微扰体，所述螺孔用于螺纹连接调谐螺钉，所述高频谐振结构用于测量所述微扰体的介电常数，所述调谐螺钉用于改变高频谐振结构的工作频率点。

进一步地，所述高频谐振结构为谐振腔，所述高频谐振结构工作频率点在30GHz～300GHz范围内。

进一步地，所述高频谐振结构为长方体结构。

进一步地，所述高频谐振结构包括两个腔体，分别为样本腔体和波导腔体，两个腔体之间隔开，且两个腔体之间通过矩形窗连通；

所述样本腔体用于放置微扰体，所述波导腔体用于传导输入输出波导。

进一步地，所述样本腔体包括设置在一端的螺孔，还包括进出口，所述螺孔和所述进出口均为打通样本腔体侧面的孔洞结构，其中所述螺孔的内部内侧有配合所述调谐螺钉的内螺纹。

进一步地，包括多个螺孔和多个进出口。

一种测量微小材料样本多频点介电常数的方法，基于所述的一种测量微小材料样本多频点介电常数的装置，包括如下步骤：

S1、在高频谐振结构中放入微扰体，微扰体改变高频谐振结构的工作频率点；

S2、测得加入微扰体后高频谐振结构的工作频率点差值，基于差值与微扰体介电常数之间的关系，计算得到在所述工作频率点下的微扰体的介电常数。

S3、加入调谐螺钉，改变调谐螺钉的位置，调谐螺钉改变高频谐振结构的工作频率点，测量得到所述调谐螺钉的位置的高频谐振结构，得到多个不同的高频谐振结构；