[發明專利]片狀微波介質材料的多頻點介電性能高速測試系統及方法

有效

• 申請號: 202110304113.0
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113063989B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 向鋒;劉瀟帥;顧騰;洪小飛;董亦鵬
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了片狀微波介質材料的多頻點介電性能高速測試系統及方法，測試系統包括網絡分析儀、厘米波諧振器和毫米諧振器，所述網絡分析儀的第一信號輸出端通過第一同軸電纜和第一天線連接，所述第一天線和厘米波諧振器連接，所述網絡分析儀的第二信號輸出端通過第二同軸電纜和第二天線連接，所述第二天線和毫米諧振器連接；通過兩種高次模諧振腔體可有效實現5G應用場景頻段下的厘米波頻段和毫米波頻段的介電性能測試，利用該系統可以有效地實現片狀微波介質材料的介電性能自動化測試，通過設計的高次模諧振腔體，兩款腔體實現了五個頻點的介電性能測試。

技術領域

本發明屬于材料介電性能測試技術領域，具體涉及一種在5G應用場景下的微波介質材料的多頻點介電性能高速測試的系統及方法。

背景技術

微波介質材料是當前微電子行業最熱門的研究課題之一，是精密化縮小化當前半導體器件尺寸的最佳選擇，也為實現具有特殊性能的新型器件提供更多可能，廣泛應用于微波技術的許多領域，常用于制造PCB板、手機背殼等類似陶瓷的硬質或半硬質片式材料，在5G技術商用、“萬物互聯”的時代背景下具有良好的應用前景和開發利用價值。

商用5G網絡主要采用FR1頻段(厘米波)和FR2頻段(毫米波)兩個頻段，1500MHz/2450MHz/5000MHz/27GHz/39GHz五個頻點。而微波介質材料在完成制作工藝后需要快速地分別測量其在五個頻點下的基本介電性能參數，如介電常數和介電損耗，以避免流水線上有不合格材料流入后序工藝而造成不必要的損失，且盡量減少對樣品的二次加工處理以降低測試成本。

常用的微波介電性能測試方案有傳輸波導反射測試法、準光學諧振腔測試法、分離介質諧振腔測試法等，均存在檢測方法繁瑣不易操作、計算速度慢等不同的缺陷，無法滿足對于常用的片狀微波介質材料介電性能測試的精度要求以及生產環境下的測試要求：

傳輸波導反射測試法：樣品需二次加工，測試精度低，測試速度慢，測試流程繁雜；

準光學諧振腔測試法：測試設備需要多次精確校準，測試速度極慢，測試流程繁雜；

分離介質諧振腔測試(SPDR)法：測試頻段較窄，不同頻段測試需要對應頻段測試腔體，切換操作流程繁雜，不適合毫米波頻段。

因此，對面向5G應用場景片狀微波介質材料的介電性能快速測試系統的研究具有極高的商業前景和科研價值，目前國內缺少滿足測試速度要求和測試精度要求的測試系統。

發明內容

本發明的目的是克服現有5G應用場景下對片狀微波介質材料介電性能測試方案的不足，提供一種利用多頻點高次模方案快速測量不同頻點下諧振頻率的方法，實現片狀微波介質材料在多個頻點下介電性能測試結果的快速準確獲取。

為達到上述目的，本發明片狀微波介質材料的多頻點介電性能高速測試系統，包括網絡分析儀、厘米波諧振器和毫米諧振器，網絡分析儀的第一信號輸出端通過第一同軸電纜和第一天線連接，第一天線和厘米波諧振器連接，網絡分析儀的第二信號輸出端通過第二同軸電纜和第二天線連接，第二天線和毫米諧振器連接；

網絡分析儀，用于激勵厘米諧振器或毫米諧振器獲得諧振曲線，并采集厘米波諧振器和毫米波諧振器的諧振頻率和品質因數；厘米波諧振器，用于通過網絡分析儀發送的厘米波頻段微波信號生成厘米波諧振曲線；毫米諧振器，用于通過網絡分析儀發送的毫米波頻段諧振信號生成毫米波諧振曲線。

進一步的，厘米諧振器包括第一外導體，第一外導體內具有第一內腔，第一內腔中設置有和第一外導體同軸的第一內導體，第一外導體頂部具有和第一內腔連通的第一開口，第一外導體下部開設有兩個與第一內腔連通的第一安裝孔，第一安裝孔用于插入第一天線。