[发明专利]一种基于开路同轴线的吸波材料介电参数测量与反演方法

说明书

本发明公开了一种基于开路同轴线的吸波材料介电参数测量与反演方法，包括如下步骤：步骤1，等效电路待测介质有耗电容计算公式推导：步骤2，进行测量参考面的校准：步骤3，进行吸波材料介电参数测量与反演。本发明所公开基于开路同轴线的吸波材料介电参数测量与反演方法，可用于代替传统直流等效电阻测试方法，能更加准确的进行吸波材料的电参数测量，从而准确的进行各种吸波材料的参数标定，为雷达隐身、电磁屏蔽与射频匹配等电磁系统的设计、选型提供更加准确的电气参数指导。同时该方法也是一种相对简易、低成本的吸波材料介电参数测量与反演方法。

技术领域

本发明属于雷达隐身、电磁屏蔽与射频匹配领域，特别涉及该领域中的一种基于开路同轴线的吸波材料介电参数测量与反演方法，是一种能精确测量及反演吸波材料介电参数的无损测试方法。

背景技术

电磁吸波材料在雷达隐身、电磁屏蔽和射频匹配领域应用极为广泛，已成为当前复杂电子系统不可或缺的重要材料和部件。在雷达技术领域，吸波材料主要用于吸收来波，减少电磁波信号的反射以达到隐身的目的，是隐身电子设备不可或缺的重要部件。在复杂电子系统如飞机、舰船等大型装备中，电子设备之间的电磁泄漏可能引起设备之间的信号串扰，抬升系统噪声，导致侦测等系统信噪比下降，严重的情况下甚至引发其它设备的误触发或掉电，造成不可估量的损失和危险后果。恰当的应用吸波材料是有效解决复杂电子设备之间干扰和误触发的重要途径之一。在射频匹配领域，吸波材料是解决谐振天线、匹配电路较大尺寸要求和有限安装平台之间矛盾的有效手段。然而吸波材料制作工艺的特殊性和材料组成的复杂性，导致其电气性能、参数的变化异常复杂，测试也极为困难。传统测试方法中，主要进行吸波材料的直流等效电阻测试，即方块电阻测试。但随着技术的发展，电磁系统精度的要求不断提高，简单的直流等效测试方法已不能满足当前相关领域对吸波材料电参数测试的精度要求。

表征吸波材料电磁特性的关键参数就是介电常数，实际中的介电常数也并非常数，而是与材料组成密切相关、且随着频率、温度等因素变化的，而且是一系列变化的复数，本发明称其为介电参数。因此，吸波材料介电参数的测量与反演成为了吸波材料设计制造和各领域应用及优化调整的重要依据，是精密电磁系统降低系统噪声、提高信杂比和系统灵敏度的重要手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于开路同轴线的相对简易、低成本的吸波材料介电参数测量与反演方法，该方法最大的优点是无损测量，可用于软体吸波材料的介电参数测量。

本发明采用如下技术方案：

一种基于开路同轴线的吸波材料介电参数测量与反演方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤1，等效电路待测介质有耗电容计算公式推导：

C_yp为待测介质所引起的电容，该电容为一个有耗电容，可以用下式表示：

C₀为同轴线探头位于空气中时的电容，等效电路的归一化导纳Y可用下式表示：

Y＝jωC_tZ₀+jωC₀(ε'_r-jε″_r) (2)

上式中ω表示角频率，

在开端同轴线端口处的反射系数可表示为：

S₁₁、分别为同轴线探头末端反射系数Γ的幅度和相位，Z₀为同轴线特性阻抗，求解该方程可得待测样品的复数介电常数为：

步骤2，进行测量参考面的校准：