[发明专利]一种基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法

摘要

本发明提供的一种基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法，属于微波、毫米波介质材料介电常数测量技术领域。通过将矩形腔微扰法测量材料介电常数时样品的放置位置由目前常见的矩形腔中心位置即电场最强磁场最弱处，改变为根据样品的特性放置于不同的位置，有效解决了目前谐振腔微扰法只能测试中低损耗介质材料的问题，实现了非磁性材料复介电常数的测试，且具有测试范围广、测试精度高、方法简单的特点。

主权项

1.一种基于矩形腔微扰法测量非磁性材料复介电常数的方法，包括以下步骤：步骤1、待测材料的初判：若待测材料为介电常数实部与损耗正切值的参考值已知的材料A，则进入步骤2；若待测材料为介电常数实部与损耗正切值未知的材料B或者新材料C，则进入步骤3；步骤2、查表或估算得到待测材料的介电常数实部参考值εr和损耗正切值参考值tanδr，然后根据介电常数实部参考值εr和损耗正切值参考值tanδr的乘积选择待测材料的放置位置：假设矩形腔的宽边为a，待测样品孔的中心与矩形腔的中心之间的距离为ma；当待测材料为高损耗材料，即待测材料的ε_r tanδ_r≥10时，待测材料放置于高损耗材料样品孔内，当待测材料为中损耗材料，即1≤ε_r tanδ_r＜10时，待测材料放置于中损耗材料样品孔内，当待测材料为低损耗材料，即ε_r tanδ_r＜1时，待测材料放置于低损耗材料样品孔内，m＝0；接着进入步骤4；步骤3、将待测材料放置于低损耗材料样品孔内，若测得的谐振曲线的峰高小于3dB时，将待测材料依次放置于中损耗材料和高损耗材料样品孔内，直至测得的谐振曲线的峰高大于或等于3dB，进入步骤4；若测得的谐振曲线的峰高大于或等于3dB，进入步骤4；步骤4、采用通过式矩形谐振腔法或者反射式矩形谐振腔法分别测试空腔时的谐振频率f0和谐振腔的Q值q0，以及放入待测样品后的谐振频率f1和谐振腔的Q值q1；步骤5、根据如下公式计算得到复介电常数的实部ε'和虚部ε”：其中，Vc为待测样品的体积，Vs为矩形谐振腔的体积；根据计算，即可得到材料A的复介电常数真实值，以及材料B或材料C的介电常数实部参考值和损耗正切值参考值；步骤6、针对材料B或材料C，判断步骤5得到的介电常数实部参考值和损耗正切值参考值与待测样品的放置位置是否满足步骤2的规则：若满足，则以步骤5得到的复介电常数作为最后测得的复介电常数真实值；若不满足，则按照步骤2中提到的介电常数实部参考值和损耗正切值参考值的乘积与待测材料的放置位置之间的规则，选择材料B或材料C的放置位置，再重复步骤4与步骤5，得到复介电常数真实值。