[发明专利]用于介质材料的介电性能变温自动测试系统及方法

权利要求书

1.一种用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，包括：开放式共聚焦电磁波谐振腔，高低温试验箱，网络分析仪以及控制装置，

所述开放式共聚焦电磁波谐振腔放置于所述高低温试验箱的腔体内部，用于放置待测试材料；

所述高低温试验箱，用于对所述开放式共聚焦电磁波谐振腔进行加热并保温；同时，所述高低温试验箱与所述控制装置连接，用于设置目标测试温度、保温时间，以实现自动化操作；所述目标测试温度包括零下温度和零上温度；

所述网络分析仪与所述开放式共聚焦电磁波谐振腔连接，用于控制所述开放式共聚焦电磁波谐振腔的谐振频率，并获取所述开放式共聚焦电磁波谐振腔的谐振频率以及品质因数；

所述控制装置与所述网络分析仪连接，用于自动获取网络分析仪测试的谐振频率及品质因数并自动计算介电常数、介电损耗角正切值。

2.根据权利要求1所述的用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，所述控制装置具体用于：控制所述高低温试验箱到达目标测试温度后保温预设时长，在预设频率范围内对多个频率点进行空腔校正，并获取所述范围内的多个空腔谐振频率以及与所述空腔谐振频率对应的校正品质因数。

3.根据权利要求2所述的用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，所述控制装置还用于：当所述待测试材料放入所述开放式共聚焦电磁波谐振腔后，获取所述高低温试验箱达到所述目标测试温度并保温预设时长后所述网络分析仪记录的多个有载谐振频率以及与所述多个有载谐振频率对应的有载品质因数；利用所述空腔谐振频率、所述空腔品质因数、所述有载谐振频率以及所述有载品质因数确定所述待测试材料的介电性能数值。

4.根据权利要求2所述的用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，所述预设频率范围为20-43.5GHz。

5.根据权利要求1所述的用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，所述开放式共聚焦电磁波谐振腔包括第一球面镜和第二球面镜；

所述第一球面镜和所述第二球面镜的热膨胀系数小于预设值。

6.根据权利要求1所述的用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，所述高低温试验箱的工作温度范围为：-180℃—300℃；

所述高低温试验箱的控制精度在±1℃以内；

所述高低温试验箱采用PID控制装置驱动SSR固态继电器进行加热。

7.根据权利要求1所述的用于介质材料的介电性能变温自动测试系统，其特征在于，所述谐振频率的计算公式如下：

其中，fq为放置待测试材料后的腔谐振频率，单位Hz；

c为光速，c＝3×10¹¹mm/s；

Dq为待测试材料到凹面镜的距离值，单位mm；

q为所述开放式共聚焦电磁波谐振腔的轴向模式数；

D为开放式共聚焦电磁波谐振腔的两球面镜之间的距离；

R₀为球面镜的曲率半径。