[發明專利]一種寬帶電磁特性時域同軸傳輸線測量方法

在審

• 申請號: 201410420906.9
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104181400A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 年夫順;李曉玲;吳杰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R33/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于頻域技術領域，尤其涉及的是一種寬帶電磁特性時域同軸傳輸線測量方法。

背景技術

固體可切削材料是微波工程中經常使用的材料，精確知道其電磁特性即介電常數和磁導率是微波毫米波電路設計的前提。但材料生產廠家一般情況下只提供材料的直流或者低頻的介電常數和磁導率。隨著微波毫米波電路工作頻率的提高，依據材料的直流或者低頻參數來設計和分析微波毫米波電路會帶來較大的誤差。因此，微波毫米波電路設計對材料的寬帶電磁特性提出迫切需求。材料寬頻帶電磁特性測試技術主要包括兩大類方法即終端開路法和傳輸線法。這兩類方法可獲得材料的寬帶電磁特性，但都存在不足。終端開路法主要適宜于流體、半流體材料的測量。對于固體材料，由于空氣縫隙等的影響，終端開路法測量精度比較差。傳輸線方法在固體可切削材料寬帶電磁特性測試方面的應用最多。但由于厚度諧振問題的存在，傳輸線方法在諧振頻點附近的測量精度很差。因此，截止目前，固體可切削材料寬帶電磁特性的測試問題依然沒有得到很好解決。

終端開路法將材料置于傳輸線開口處，利用測得的材料在開口處的反射系數反演計算材料電磁特性。開口同軸探頭法具有結構開放、通用性強等特點，特別適合在線、在體非破壞性測量。然而，對于固體材料，由于測試夾具開口處的法蘭盤與被測材料間不可避免存有空氣縫隙，從而導致測量精度受到很大影響。因此，一般來說，終端開口法主要適宜于流體、半流體材料電磁特性的測試。

傳輸線方法則是將測量材料加工成形，置于傳輸線內部，此時傳輸線的傳輸特性與被測材料電磁特性相關。基于此，通過測量寬帶傳輸與反射系數可反演得到材料的寬帶電磁特性。根據傳輸線的類型，傳輸線方法主要包含波導傳輸線法和同軸傳輸線法。但無論哪種傳輸線方法都受諧振問題困擾。當介質樣品厚度等于波導半波長的整數倍時，將發生諧振。由于諧振與厚度有關，因此稱為厚度諧振。發生厚度諧振時，測量結果將嚴重偏離真實值。為避免厚度諧振問題，通常的做法是采用極薄樣品(要求小于二分之一波導波長，一般取四分之一波導波長)。但極薄樣品的采用帶來兩方面的問題：1)降低了測量精度。理論分析可知，樣品越薄測量結果的不確定性越大。2)樣品的可加工性和可測試性變差。隨著頻率的增加，波長越來越短，樣品加工、測試的可操作性越來越差，特別是在毫米波波段，加工和測試的難度更大。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種寬帶電磁特性時域同軸傳輸線測量方法。

本發明的技術方案如下：

一種寬帶電磁特性時域同軸傳輸線測量方法，其中，包括以下步驟：

第一步：按照矢量網絡分析儀時域門的設置方法，設置時域門(10)，取出第一個脈沖信號，并將時域信號通過傅立葉反變換獲得頻域測量數據

S11T(ω)=Γ(ω)e-j2β0L1---(1)]]>

式中，Γ(ω)為L1與L兩段傳輸線交界面處電場的反射系數；

第二步：按照矢量網絡分析儀時域門的設置方法，設置時域門(20)，取出第一和第二個脈沖，并通過傅立葉反變換獲得頻域測量數據：