[發(fā)明專利]一種介電特性測試裝置以及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710710583.0
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107462774B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉偉娜;楊新偉;詹華偉;張滿滿;劉長虹
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種介電特性測試裝置，其特征在于，該介電特性測試裝置包括：

一個輸入端口(3)和一個輸出端口Ⅰ(4)，兩端口與矢量網(wǎng)絡分析儀相連通；

一個環(huán)形定向耦合器(6)，其輸出端與輸出端口Ⅰ(4)相連通；

一個功分器(5)，其輸入端與輸入端口(3)相連通；其輸出端口Ⅱ(10)和輸出端口Ⅲ(11)分別通過一條支路與環(huán)形定向耦合器(6)相連通；

一個基片集成波導圓形諧振器(7)，連接在兩支路之間，用于樣品放置區(qū)域；

所述輸出端口Ⅱ(10)通過支路Ⅰ(9)與環(huán)形定向耦合器(6)的差端口(14)相連通；所述輸出端口Ⅲ(11)通過支路Ⅱ(8)環(huán)形定向耦合器(6)的和端口(13)相連通；

所述環(huán)形定向耦合器(6)的和端口(13)距輸出端口Ⅰ(4)的距離為λ/4；

所述環(huán)形定向耦合器(6)的差端口(14)距輸出端口Ⅰ(4)的距離為3λ/4，使得支路Ⅰ(9)和支路Ⅱ(8)的信號具有相反的信號；

與所述環(huán)形定向耦合器(6)的和端口(13)及差端口(14)相距均為λ/4的端口(15)接地(16)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種介電特性測試裝置，其特征在于：所述基片集成波導圓形諧振器(7)的兩邊有金屬化通孔(17)，用來實現(xiàn)類似金屬波導的場傳播模式。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種介電特性測試裝置，其特征在于：所述輸出端口Ⅱ(10)和輸出端口Ⅲ(11)之間粘貼有隔離電阻(12)。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種介電特性測試裝置，其特征在于：所述隔離電阻(12)的阻值為100歐姆，所述輸出端口Ⅱ(10)和輸出端口Ⅲ(11)的阻抗均為50歐姆。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種介電特性測試裝置，其特征在于：所述功分器(5)采用3dB威爾金森功分器；

所述基片集成波導圓形諧振器(7)的模式為TE₁₁₁模。

6.一種基于權利要求1所述的介電特性測試裝置的測量方法，其特征在于：

根據(jù)微波傳輸?shù)奶攸c，信號由測試裝置的輸入端口(3)輸入，經(jīng)功分器(5)被分成兩路相同的信號，這兩路信號共同激勵基片集成波導蝶形諧振器(7)，部分信號再繼續(xù)向前傳輸并等幅同相到達環(huán)形定向耦合器(6)的和端口(13)和差端口(14)，最終從測試裝置的輸出端口Ⅰ(4)輸出，環(huán)形定向耦合器(6)的端口(15)接地或者接匹配負載。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種介電特性測量方法，其特征在于：為便于測試及提高靈敏度，在基片集成波導蝶形諧振器(7)上加載盛放液體樣本的容器；如果被測物為塊狀固體或者粉末，則無需加裝任何器皿，可直接將被測物放置于基片集成波導蝶形諧振器(7)上進行測試；

最后由矢量網(wǎng)絡分析儀與該裝置組成的測試系統(tǒng)獲得不同測試物下對應的諧振頻率，最后由電磁場理論并結合神經(jīng)網(wǎng)絡方法提取被測物的介電常數(shù)。