[發明專利]微波介質涂層電控檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201210073256.6
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102590637A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 周建華;李彥龍;霍麗霞;游佰強;李海雄;陳婧薇
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種微波涂層介電特性的檢測，尤其是涉及一種微波介質涂層電控檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

隨著軍事技術的日益發展，微波介質涂層不管是在軍事上還是民用上都得到了快速的發展，微波涂層的可控性研究是近幾年提出的新思路，指的是通過外加電場、磁場或改變微波涂層的溫度來控制微波涂層的電磁參數，以改變其吸波性能的技術。微波涂層的電磁參數指的是復介電常數和復磁導率，它們是評價微波涂層吸波性能優劣的重要依據。微波涂層的原始電磁參數測試方法眾多，常用的有傳輸/反射法、諧振腔法和自由空間法。這里采用的電控檢測方法是基于目前微波涂層電磁參數測量方法中研究最多、應用最廣的傳輸/反射法做出的創新。

傳輸/反射法的原理是將待測涂層制成樣品，置于同軸線或波導中，通過矢量網絡分析儀測量樣品的散射系數，通過散射系數確定微波涂層的復介電常數。傳輸/反射法根據涂層樣品夾具的不同，又可以分為同軸法、矩形波導法、微帶線法等。該測試方法具有頻帶寬、測試簡單、精度較高以及同時適用于矩形波導和同軸系統等優點。

1989年浙江大學的倪爾湖等人利用微波干涉方法、定標技術和比對測量的方法設計了一套用低價儀器高精度測量高損耗材料電磁參數的系統，測量精度不低于用微波矢量網絡分析儀所獲得的結果，適用于3～40GHz的寬廣頻段；1998年法國布雷斯特大學的Patrick?Qu′eff′elec等人提出采用微帶線結構來測量薄膜的電磁參數，測試頻率范圍為100MHz～10GHz，薄膜厚度為1～10μm，該方法的主要特點是將薄膜材料直接放在微帶線的基板上，這使得測量過程更加簡單，測量精度更高；2000年希臘材料科學研究所的E.Moraitakis等人采用了通用的等效電路，利用半解析方法對阻抗測試方法進行了分析，并成功測試了沉積在硅片上，厚度僅為150nm的坡莫合金膜的復磁導率，測試頻率為200MHz～4?GHz；2000年中國電子科技大學的王瓊華等人提出一種新型的用于測試中高損耗材料電磁參數的部分填充試樣的矩形波導傳感器模型，改善了全填充狀態下大部分信號被反射或衰減、傳輸信號太微弱的情況，測試精度得到提高；2004年德國材料研究所的V.Bekker等人設計出了針對鐵磁薄膜復磁導率的終端短路傳輸線結構，針對電磁波的Q波段、W波段的亞毫米波和毫米波以及更多高頻段的涂層電磁參數進行測量；2005年來自美國塔夫斯大學的L.Subramanian等人研制一種準光學測光儀，將涂層樣品放置于磁場中，利用返波振蕩器(BWO)作為掃描源進行測量，頻率范圍覆蓋了電磁波的Q波段到W波段，且不用更改樣品尺寸，十分方便；2006年南京工業大學的馮永寶等人([7]馮永寶，丘泰，沈春英等.一種微波吸收材料反射率的測量方法：中國，ZL200510095601.6[P].2006-06-28)提供一種借助于矢量網絡分析儀測量微波吸波材料的同軸法，北京交通大學的姜山等([8]姜山.電磁參數測試系統研究[D].北京：北京交通大學，2006)也做了相關的詳細研究；2008年中國電子科技大學的Yunqiu?Wu等人([9]Yunqiu?Wu，Zongxi?Tang，Biao?Zhang，Xi?He.Electromagnetic?Parameters?Measurement?for?Thin?Film?Materials[J].ICMMT2008?International?Conference?on?Microwave?and?Millimeter?Wave?Technology，2：627-629，2008)提出采用多層微帶傳輸線作為測量結構，測試誤差小于5％，減小了誤差；而同校的郭高鳳等人([10]郭高鳳，李恩，羅明直等.一種吸波材料反射率測量裝置：中國，ZL200820064502.0[P].2009-07-01)又于2009年提出一種改進的“弓形法”，可進行不同入射角的反射率測量，角度控制非常方便，且支臂的半徑值固定，可減小因半徑變化而帶來的測試誤差，支臂采用“7”字形結構，縮小了體積，減小了天線固定框架帶來的散射，提高了測量精度；同年法國原子能研究機構M.Ledieu([11]Ledieu，M.Schoenstein，F.Le?Gallou，et?al.Microwave?permeability?spectra?of?ferromagnetic?thin?films?over?a?wide?range?of?temperatures[C].Proc?IEEE，2009(6)：72)采用了短路微帶傳輸線裝置來測量薄膜的復磁導率，頻率達到6GHz。