[發明專利]一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的裝置與方法

有效

• 申請號: 202010953534.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112083233B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 王彬;徐徹;蒙林;殷勇;李海龍;袁學松;張平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R1/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的裝置與方法，涉及材料科學領域，解決了目前材料的介電常數的值都對應于某一頻段，并不能測試到對應具體頻率的具體數值的介電常數的問題。本發明高頻諧振結構，包括螺孔(5)和進出口(1)，所述進出口(1)用于放入或取出微擾體(3)，所述螺孔(5)用于螺紋連接調諧螺釘，所述高頻諧振結構用于測量所述微擾體(3)的介電常數，所述調諧螺釘用于改變高頻諧振結構的工作頻率點。本發明克服了以往只能夠測試某一頻率范圍內材料介電常數的困難，最終能夠實現測試目標頻率點對應的介電常數的方法。

技術領域

本發明涉及材料科學領域，具體涉及一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的裝置與方法。

背景技術

材料科學的迅猛發展為各領域科研工作的深入推進創造了必要條件，即技術的實現依賴于對于材料特性的不斷探索，例如材料的耐熱性，介電常數等。而對于介質內電特性的研究，核心之一在于對介電常數方法的探索。在測量材料的介電常數方法方面，一般包含有傳輸線法、電路法、諧振法、自由空間波法等等，這些方法都是針對具體情況來使用的，且國家標準測量方法的覆蓋頻率為50MHz以下，100MHz～30GHz之間。但是電真空器件研究的迅速發展使得器件的頻率已達到太赫茲級別。材料介電常數的測量方法能極大幫助電真空器件的研究工作以及工程應用方面，目前對于測試介電常數的方法僅能夠測試某一個頻段的介電常數值，這樣的介電常數數值若能夠對應于某一個頻率點，則能夠為某些領域在高頻段的研究工作提供新的研究手段，是極其具有價值的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：

1)國家標準測量方法的覆蓋頻率為50MHz以下，100MHz～30GHz之間；

2)目前材料的介電常數的值都對應于某一頻段，并不能測試到對應具體頻率的具體數值的介電常數；

本發明提供了解決上述問題的一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的裝置與方法，本發明在高頻率的大前提下，通過諧振腔及微擾法來測試某一個頻率點的材料介電常數。

本發明通過下述技術方案實現：

一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的裝置，包括高頻諧振結構，所述高頻諧振結構包括螺孔和進出口，所述進出口用于放入或取出微擾體，所述螺孔用于螺紋連接調諧螺釘，所述高頻諧振結構用于測量所述微擾體的介電常數，所述調諧螺釘用于改變高頻諧振結構的工作頻率點。

進一步地，所述高頻諧振結構為諧振腔，所述高頻諧振結構工作頻率點在30GHz～300GHz范圍內。

進一步地，所述高頻諧振結構為長方體結構。

進一步地，所述高頻諧振結構包括兩個腔體，分別為樣本腔體和波導腔體，兩個腔體之間隔開，且兩個腔體之間通過矩形窗連通；

所述樣本腔體用于放置微擾體，所述波導腔體用于傳導輸入輸出波導。

進一步地，所述樣本腔體包括設置在一端的螺孔，還包括進出口，所述螺孔和所述進出口均為打通樣本腔體側面的孔洞結構，其中所述螺孔的內部內側有配合所述調諧螺釘的內螺紋。

進一步地，包括多個螺孔和多個進出口。

一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的方法，基于所述的一種測量微小材料樣本多頻點介電常數的裝置，包括如下步驟：

S1、在高頻諧振結構中放入微擾體，微擾體改變高頻諧振結構的工作頻率點；

S2、測得加入微擾體后高頻諧振結構的工作頻率點差值，基于差值與微擾體介電常數之間的關系，計算得到在所述工作頻率點下的微擾體的介電常數。

S3、加入調諧螺釘，改變調諧螺釘的位置，調諧螺釘改變高頻諧振結構的工作頻率點，測量得到所述調諧螺釘的位置的高頻諧振結構，得到多個不同的高頻諧振結構；