[發明專利]一種分體圓柱諧振腔法低損耗材料介電特性測量裝置

有效

• 申請號: 201410561879.7
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104297572A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王加路;邱兆杰;張永虎;吳強;趙樹偉
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬技術領域，尤其涉及的是一種分體圓柱諧振腔法低損耗材料介電特性測量裝置。

背景技術

微波電路、微波部件等的設計與制作都需要事先精確知道所用材料的介電特性，因此材料介電特性測量技術在微波工程領域中扮演著重要的角色。依據不同的測量原理，材料介電特性測量可以分為傳輸/反射法、諧振腔法、單端口法等不同類別。對于低損耗物質的介電特性測量，諧振腔法測量精度較高，因而實際工程中廣泛采用。

諧振腔法材料介電特性測量又可分為封閉式和分體式兩種。封閉式諧振腔法需將尺寸精確的被測樣品放至于封閉諧振腔中，因樣品的安裝、尺寸、形狀的微小偏差可導致較大的測量誤差，從而難以進行實際工程應用。為此，在封閉諧振腔理論基礎上又發展出一種分體式圓柱諧振腔法。分體式圓柱諧振腔法由兩個完全相同的圓柱形腔體組成，如圖1所示。測量時，將樣品夾在兩個半腔體之間，兩半腔內壁上裝有耦合環，通過波導或轉接器連接測試系統。理論上，這種方法具有樣品制備簡單、測量方便等優點。然而，實際使用過程中，兩個半腔體需要準確定位，不允許出現錯位或傾斜，且兩個腔體夾緊力過大、過小均影響測量。現有的測量裝置往往存在這方面的問題，從而導致測量精度不高、一致性較差，對被測樣品尺寸適應性不強等問題。因此，分體式圓柱諧振腔法材料介電特性測量樣品制備簡單、測量方便、測量精度高等理論優勢受到了限制。

根據不同的測量原理，材料介電特性測量主要有傳輸/反射法、諧振腔法、單端口法等。其中，對于低損耗物質介電常數的測量，由于具有測量精度高等優點，諧振腔法應用廣泛。諧振腔法材料介電特性測量裝置又可分為封閉式測量裝置和分體式測量裝置。因封閉式諧振腔法對被測樣品的安裝、尺寸、形狀要求極為嚴格，通常諧振腔法介電特性測量主要采用分體式。目前，分體式圓柱諧振腔法常見測量裝置主要有兩種：

其中，實驗室中采用的較簡單的一種裝置僅由兩諧振腔組成，兩諧振腔通過螺栓固定，尺寸適中的試樣夾于兩諧振腔之間。手動調整兩諧振腔對齊后，采用適當的力矩擰緊螺栓使兩諧振腔夾緊試樣，并通過裝在諧振腔上的波導或轉接器連接測試系統。

此外，湖南振華分析儀器有限公司申請的專利(專利號201030655645.1)中所涉及的是一種基于千分尺改造而成的測量裝置。其主要是將一個諧振腔固定在支座上，通過千分尺的螺旋測微桿推動另一個諧振腔(活動腔)運動，最終實現兩諧振腔將試樣夾緊，同樣也是通過裝在諧振腔上的波導或轉接器連接測試系統。

對于實驗室中采用的將兩諧振腔通過螺栓固定的裝置，因兩分體諧振腔需要手動調整其對齊，測量一致性較差、效率較低、使用不便。只適用于在實驗室中簡單應用，難以進行產品化推廣。

基于千分尺改造而成的材料介電特性測量裝置通常將其中一個諧振腔(活動腔)和千分尺的螺旋測微桿固定，測量裝置的整體結構受限于千分尺的結構，千分尺的壓緊力調整范圍有限，對于被測樣品的材料種類、尺寸適應性不強。且千分尺測微螺桿存在傳動間隙，在活動腔自重的作用下，兩諧振腔對齊精度難以保證，進而影響測量精度。

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，提供一種分體圓柱諧振腔法低損耗材料介電特性測量裝置。

本發明的技術方案如下：

一種分體圓柱諧振腔法低損耗材料介電特性測量裝置，其中，包括底板、固定腔、活動腔、支撐座、力矩手柄、下導桿、精密直線軸承、上導桿、鎖緊螺釘、同軸連接器、定位銷釘、連接板、防護板、擋塊；所述固定腔、支撐座采用定位銷釘定位安裝于底板上，用于保證固定腔、支撐座的裝配精度；所述下導桿、上導桿安裝于支承座與固定腔之間；設置下導桿固定，上導桿活動，上導桿通過鎖緊螺釘鎖緊；所述活動腔安裝于上導桿及下導桿上，通過上導桿及下導桿導向，確保活動腔與固定腔準確對齊；所述力矩手柄安裝于支撐座上，通過連接板、防護板、擋塊帶動活動腔運動；所述精密直線軸承安裝于活動腔上，用于確保活動腔平穩運動；所述同軸連接器安裝于活動腔與固定腔側面，測量時，將被測樣品夾在固定腔與活動腔之間，轉動力矩手柄，力矩手柄頂動活動腔，以恒定的保持力壓緊被測樣品，通過同軸連接器連接測試系統。

所述的分體圓柱諧振腔法低損耗材料介電特性測量裝置，其中，所述固定腔及所述活動腔為微波諧振腔；所述微波諧振腔的腔體材料為黃銅板并電鍍軟金。

所述的分體圓柱諧振腔法低損耗材料介電特性測量裝置，其中，所述上導桿的三段臺階，第一臺階與支撐座采用過渡配合，第二臺階裝有壓緊彈簧，第三臺階用于安裝拉緊手柄。