[發明專利]基于波導多諧基片集成振腔法的介質基片測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201510268077.1
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104865449B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 程鈺間;劉小亮;吳杰;薛飛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 李明光

1.基于波導多諧基片集成振腔法的介質基片測量裝置，包括標準W頻段金屬饋電波導和N個諧振腔；其特征在于，所述N個諧振腔形狀為正方形，從左往右呈“一”字排列、其諧振頻率按照固定頻率間隔依次遞減；所述N個諧振腔中每個諧振腔從上往下依次包括上金屬覆銅層(23)、介質層(22)、下金屬覆銅層(21)，以及貫穿上金屬覆銅層(23)、介質層(22)和下金屬覆銅層(21)的金屬化孔(24)，所述標準W頻段標準金屬饋電波導包括左側的末端金屬擋板(13)、右側的饋電端口(14)以及底層金屬壁，W頻段標準金屬饋電波導與諧振腔共用下金屬覆銅層(21)，下金屬覆銅層(21)上對應于N個諧振腔開設有N個耦合縫，標準W頻段金屬饋電波導通過耦合縫與諧振腔連接；所述N個耦合縫隙的長度取決于其對應諧振腔的諧振波長，寬度為0.2mm-0.3mm，耦合縫隙與標準W頻段標準金屬饋電波末端金屬擋板(13)的距離為λ為其對應諧振腔的諧振頻率的波導波長。

2.按權利要求1所述基于波導多諧基片集成振腔法的介質基片測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

步驟1.采用矢量網絡分析儀通過饋電同軸與標準W頻段金屬饋電波導的饋電端口進行連接，記錄下的矢量網絡分析儀上的S參數曲線，史密斯圓圖數據；

步驟2.使用多腔福斯特模型公式對第i個諧振腔的無載諧振頻率f_110,i進行修正，修正式為：

fL,i=(1+Ai2Qe,i)×f110,i]]>

其中，i代表第i個諧振腔的標號，Q_e,i是第i個諧振腔的外部品質因數，f_L,i是第i個諧振腔的有載諧振頻率、從測試的S參數曲線得到，A_i代表第i個耦合的電抗特性、從測試的史密斯圓圖中得到；Q_e,i通過以下的公式計算：

1Qe,i=1QL,i-1Qu,i]]>

其中，Q_L,i為第i個腔的有載品質因數，從S測試的參數曲線中算出，Q_u,i為第i個諧振腔的無載的品質因數，通過以下公式計算：

Q_u,i＝Q_L,i(1+β_i)

其中，β_i為第i個諧振腔的耦合系數，從測試的S參數中得到；

步驟3.采用HFSS本征模式仿真，將步驟2計算得到的f_110,i與介電常數ε_r對應，得到介質基片介電常數的準確值；

步驟4.采用HFSS本征模式仿真，通過以下公式測量介質基片的損耗角正切值：

1Qd,i=1Qu,i-1Qc,i=tanδ]]>

其中，tanδ為介質的損耗角正切值，Q_c,i為第i個腔體金屬損耗所產生的品質因數，從仿真軟件HFSS本征模式仿真中讀出。