[發明專利]一種基于開路同軸線的吸波材料介電參數測量與反演方法

在審

• 申請號: 202110364980.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113125857A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 李少龍;張照;王君超;任強;王蕾
• 申請（專利權）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F17/11
• 代理公司: 青島博雅知識產權代理事務所(普通合伙) 37317
• 代理人: 封代臣

1.一種基于開路同軸線的吸波材料介電參數測量與反演方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，等效電路待測介質有耗電容計算公式推導：

C_yp為待測介質所引起的電容，該電容為一個有耗電容，可以用下式表示：

C₀為同軸線探頭位于空氣中時的電容，等效電路的歸一化導納Y可用下式表示：

Y＝jωC_tZ₀+jωC₀(ε'_r-jε″_r) (2)

上式中ω表示角頻率，

在開端同軸線端口處的反射系數可表示為：

S₁₁、分別為同軸線探頭末端反射系數Γ的幅度和相位，Z₀為同軸線特性阻抗，求解該方程可得待測樣品的復數介電常數為：

步驟2，進行測量參考面的校準：

式(4)中同軸線探頭末端反射系數Γ可以通過矢量網絡分析儀測量出來，同軸線特性阻抗Z₀為已知量，確定同軸線探頭電容C_t、開路測試電容C₀和同軸線探頭與測試連接電纜所引起的相位差即測試裝置校準；通過同軸探頭開路、短路和測量已知介電常數介質的方法進行三次測試，建立三個方程，通過方程組求解確定該未知量，且將測試界面校準至同軸探頭測試端口，開路校準時，直接將測試探頭放置于空氣中，確保探頭周圍最低測試頻率對應1個波長范圍內空曠，無其他遮擋物；短路測試時，用矢量網絡分析儀測試套件配備的短路器件；對于已知介電常數介質的校準測量，采用純凈水；

步驟3，進行吸波材料介電參數測量與反演：

進行待測吸波材料的測試，通過矢量網絡分析對吸波材料的測試，測出接入吸波材料后，測試端口的反射系數Γ，將其帶入推導出的負載介電參數表達式，從而求解出吸波材料，即有耗電容負載的介電參數，

測試樣品的介電常數實部ε′_r和虛部ε″_r分別由下式計算得出：

2.根據權利要求1所述基于開路同軸線的吸波材料介電參數測量與反演方法，其特征在于：測試樣品參考樣品尺寸不應小于測試頻率下限值對應波長的1/10。

3.根據權利要求1所述基于開路同軸線的吸波材料介電參數測量與反演方法，其特征在于：測試時，同軸探頭需緊貼待測吸波材料表面，且將探頭置于待測樣品中央區域，不得留有間隙。