[发明专利]毫米波频段材料介电常数准光一体化测试设备和测量方法

说明书

本发明的实施例公开一种毫米波频段材料介电常数准光一体化测试设备和测量方法，该设备包括：平台底板、第一反射镜、测试夹具、第二反射镜、第一高斯馈源和第二高斯馈源，其中所述第一反射镜、测试夹具、第二反射镜、第一高斯馈源和第二高斯馈源设置在所述平台底板上；所述测试夹具设置于所述第一反射镜和第二反射镜之间，待测样品设置在所述测试夹具上；所述第一高斯馈源用于发送波束至所述第一反射镜；所述第一反射镜将所述波束反射并重聚焦至所述待测样品；所述波束经过所述待测样品后传输至第二反射镜；所述第二反射镜将所述波束反射并重聚焦至第二高斯馈源；第二高斯馈源接收所述波束。

技术领域

本发明涉及一种材料介电常数准光空间测量方法，更具体地，涉及一种毫米波频段材料介电常数准光一体化测试设备、系统和测量方法。

背景技术

目前，透波材料介电常数的测量方法主要有平行板电容器法、传输线法、谐振腔法以及自由空间法。其中，平行板电容器法主要在100MHz以下的频率范围进行测量；传输线法在微波频段的测量精度很高，但在毫米波及更高频段，由于需利用同轴或波导传输线作为载体，器件及样品的尺寸与半波长相比拟，加工精度可能无法满足测量需求；谐振腔法的测量准确度较高，但工作带宽有限；自由空间法通过利用反射面等聚焦器件可对电磁波的衍射发散特性进行控制，特征尺寸在1～10个波长之间，器件加工难度大大降低，且可实现宽带、低损耗传输。因此在毫米波及太赫兹频段，自由空间法是有效可行的方法。

准光法基于自由空间法，采用传输测量原理，通过测量获取待测样品的散射参数，结合测量频率、样品厚度等参数，反演出待测样品的介电常数。采用准光法进行介电常数测量时，要求收发天线束腰与待测样品位于反射镜的焦距处。传统方法是利用滑轨与高度调节装置对器件之间的相对位置进行调整，但该方法效率低，而且无法保证定位精度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种毫米波频段材料介电常数准光一体化测试设备。

本发明的一个目的在于提供一种毫米波频段材料介电常数准光测量系统。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述系统进行毫米波频段材料介电常数准光传输测量的方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供一种毫米波频段材料介电常数准光一体化测试设备，包括：

平台底板、第一反射镜、测试夹具、第二反射镜、第一高斯馈源和第二高斯馈源，其中

所述第一反射镜、测试夹具、第二反射镜、第一高斯馈源和第二高斯馈源设置在所述平台底板上；

所述测试夹具设置于所述第一反射镜和第二反射镜之间，待测样品设置在所述测试夹具上；

所述第一高斯馈源用于发送波束至所述第一反射镜；

所述第一反射镜用于将所述波束反射并重聚焦至所述待测样品；

所述波束经过所述待测样品后传输至第二反射镜；

所述第二反射镜用于将所述波束反射并重聚焦至所述第二高斯馈源；

第二高斯馈源接收所述波束。

在一个具体实施例中，包括：

所述第一反射镜和所述第二反射镜为椭球反射镜。

在一个具体实施例中，所述椭球反射镜的入射距离d等于出射距离d’。

在一个具体实施例中，所述待测样品的尺寸大于等于5倍待测样品处的波束半径。

在一个具体实施例中，所述椭球反射镜处的波束半径w_d为：

椭球反射镜的截获效率η为：