[發(fā)明專利]一種同軸諧振測試裝置及測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811337313.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109342825A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王儉超;胡大海;江子奇;胡培軍;孫海波;王進(jìn)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科儀器儀表有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發(fā)明公開了一種同軸諧振測試裝置及測試方法，屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，測試裝置包括同軸諧振腔、測試夾具、緊固螺釘、扭力扳手；其中，同軸諧振腔，包括外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體和耦合結(jié)構(gòu)；內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間設(shè)置有調(diào)整墊片；扭力扳手，對緊固螺釘施加大小合適的預(yù)緊力，并使得所有緊固螺釘所施加的力一致。本發(fā)明通過采用調(diào)整墊片，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵尺寸的可調(diào)性，從而實(shí)現(xiàn)同軸諧振腔的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的精確微調(diào)；通過采用扭力扳手，可以對所有的緊固螺釘定量的施加相等的預(yù)緊力，一方面可將待測樣品和測試夾具之間的空氣排空，又避免待測樣品變形過大或者斷裂；整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，有效減小了測試裝置體積，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同軸諧振測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)

在微波、毫米波領(lǐng)域，介質(zhì)材料的性能，是決定微電子技術(shù)和半導(dǎo)體制造技術(shù)發(fā)展的至關(guān)重要因素。微波介質(zhì)材料，在微波集成電路、微波通信、雷達(dá)隱身、電子對抗、導(dǎo)彈制導(dǎo)等各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)，一般指復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率，是描述材料性能的兩個最基本參數(shù)。因此，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)的精確測試，在微波領(lǐng)域、毫米波領(lǐng)域有重要的意義。

目前，介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)測試方法，按原理主要分為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)法、諧振腔法和自由空間發(fā)。諧振腔法，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式不同，又可分為波導(dǎo)諧振腔測試、圓柱腔測試、同軸諧振腔測試等多種。其中，本發(fā)明屬于開放式同軸諧振腔法，其基本原理在于，由內(nèi)、外導(dǎo)體形成同軸諧振腔，諧振腔的一端短路，另一端開路，如圖1所示；當(dāng)在開路端面放置被測介質(zhì)材料樣品，介質(zhì)材料對開路端的電磁場產(chǎn)生影響，從而改變諧振腔的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)；根據(jù)介質(zhì)材料的樣品放入前后諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的變化，再通過相應(yīng)的算法，計(jì)算出介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)。

如圖2所示，對于開放式同軸諧振腔，在開路端面處電場強(qiáng)度最強(qiáng)，該處及其附近的結(jié)構(gòu)，對測試結(jié)果的影響至關(guān)重要。其中，同軸諧振腔開路端的開孔的直徑內(nèi)導(dǎo)體頂端的探針直徑ρ、內(nèi)導(dǎo)體探針距離里開路端面距離S、樣品與開路端面的接觸間隙，這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，對測試裝置的測試精度有至關(guān)重要的影響。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中，距離S尺寸小，精度要求高，其公差大小由內(nèi)導(dǎo)體及多個外導(dǎo)體的尺寸鏈決定，若直接通過相關(guān)尺寸鏈的尺寸精度來保證尺寸精度，每個零件的加工難度大，成本率低。為了減小樣品與開路端面的間隙對測試影響，需要對樣品加壓，目前所公開的抽真空加壓法和加壓裝置加壓法，或操作復(fù)雜，或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種同軸諧振測試裝置及測試方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種同軸諧振測試裝置，包括同軸諧振腔、測試夾具、緊固螺釘和扭力扳手；其中，

同軸諧振腔，包括外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體和耦合結(jié)構(gòu)；內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體同軸設(shè)置，內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間通過螺紋連接，在連接處設(shè)置有調(diào)整墊片，調(diào)整墊片被配置為用于調(diào)整內(nèi)導(dǎo)體的頂端與外導(dǎo)體的開路端面的距離；外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體的頂部對應(yīng)設(shè)置為圓錐體，外導(dǎo)體的開路端面設(shè)置上有多個固定螺紋孔；耦合結(jié)構(gòu)有兩個，對稱設(shè)置在外導(dǎo)體的兩側(cè)；

測試夾具和緊固螺釘配合使用，被配置為用于對測試樣品施加壓力，測試夾具上設(shè)置有多個通孔，與外導(dǎo)體的固定螺紋孔相對應(yīng)；

扭力扳手，被配置為用于對所有緊固螺釘施加大小相同的預(yù)緊力。

優(yōu)選地，調(diào)整墊片采用金屬材料，其外徑與內(nèi)導(dǎo)體的外徑相同，調(diào)整墊片設(shè)置有多種，調(diào)整墊片的厚度包括0.01mm、0.02mm和0.05mm三種。

優(yōu)選地，所采用的調(diào)整墊片的種類和數(shù)量，與內(nèi)導(dǎo)體的頂端與外導(dǎo)體的開路端面的距離相關(guān)，通過采用不同數(shù)量和不同種類的調(diào)整墊片，實(shí)現(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體的頂端和同軸諧振腔的開路面的距離的精密調(diào)節(jié)。