[发明专利]高温环境下材料介电常数的获取系统及方法

摘要

本发明公开一种高温环境下材料介电常数的获取系统及方法，该方法包括如下步骤：S1、不启动高温箱，对高温环境下材料介电常数的获取系统进行校准，并获取常温环境下收、发天线间的直通S参数；S2、将待测材料放入测量夹具中并利用高温箱加热使待测材料处于高温环境中，测量高温环境下待测材料的S参数，并根据常温环境下的直通S参数修正高温环境下待测材料的S参数的高温误差；S3、对高温误差修正后待测材料的S参数进行相位修正，得到传输相位修正后的待测材料的S参数；S4、根据传输相位修正后的待测材料的S参数计算并获取待测材料介电常数。本发明所述技术方案可在室温～1500℃温度范围获取准确可靠的材料介电常数。

主权项

1.一种基于高温环境下材料介电常数的获取系统的高温环境下材料介电常数的获取方法，其特征在于，该系统包括：收、发天线，高温箱，测量平台，测量夹具，网络分析仪，波导校准件，空间校准件，电缆转接，数据采集及处理单元；所述测量平台，用于固定收、发天线和高温箱，及调节收、发天线和高温箱之间的距离；所述高温箱设置有微波窗和测量夹具槽，所述高温箱放置在收、发天线中间，收、发天线距待测材料的距离均满足远场条件，收、发天线与高温箱之间的距离要大于不受高温损害要求的最小安全距离；所述测量夹具可插置在高温箱的测量夹具槽中，用于固定待测材料，使待测材料与收、发天线平行及中心对位；网络分析仪，波导校准件，空间校准件，电缆转接共同用于材料介电常数的获取过程中的校准和测量；数据采集及处理单元，用于控制着网络分析仪的自动测试和材料介电常数的计算，材料介电常数的计算方法是传输反射法在自由空间场的应用，通过测量材料的S参数，结合测量频率、材料厚度计算得到材料介电常数；该方法包括如下步骤：S1、不启动高温箱，对高温环境下材料介电常数的获取系统进行校准，并获取常温环境下收、发天线间的直通S参数；S2、将待测材料放入测量夹具中并利用高温箱加热使待测材料处于高温环境中，测量高温环境下待测材料的S参数，并根据常温环境下的直通S参数修正高温环境下待测材料的S参数，得到高温误差修正后待测材料的S参数；S3、对高温误差修正后待测材料的S参数进行相位修正，得到传输相位修正后的待测材料的S参数；S4、基于传输反射法，根据传输相位修正后的待测材料的S参数、待测材料厚度、收、发天线的测量频率计算并获取待测材料介电常数；步骤S1进一步包括如下子步骤：S1.1、对高温环境下材料介电常数的获取系统进行基于SOLT或TRL校准方法的全二端口校准；S1.2、对高温环境下材料介电常数的获取系统进行空间GRL校准，并获取常温环境下收、发天线间的直通S参数；步骤S3中所述对高温误差修正后待测材料的S参数进行相位修正的公式为：Ss11＝S11Ss21＝|S21|·ejw(t‑t_O21‑t_T21)Ss12＝|S12|·ejw(t‑t_O21‑t_T21)Ss22＝S22公式中，Ss11为传输相位修正后的待测材料的输入反射系数，S11为高温误差修正后待测材料的的输入反射系数，Ss21为传输相位修正后的待测材料的正向传输系数，S21为高温误差修正后待测材料的正向传输系数，Ss12为传输相位修正后的待测材料的反向传输系数，S21为高温误差修正后待测材料的反向传输系数，Ss22为传输相位修正后的待测材料的输出反射系数，S22为高温误差修正后待测材料的输出反射系数，t为放入待测材料后收发天线之间的时延，t_O21为发射天线距空间校准件表面的时延，t_T21为接收天线距空间校准件表面的时延。