[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

本發明公開了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，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：步驟2，進行測量參考面的校準：步驟3，進行吸波材料介電參數測量與反演。本發明所公開基于開路同軸線的吸波材料介電參數測量與反演方法，可用于代替傳統直流等效電阻測試方法，能更加準確的進行吸波材料的電參數測量，從而準確的進行各種吸波材料的參數標定，為雷達隱身、電磁屏蔽與射頻匹配等電磁系統的設計、選型提供更加準確的電氣參數指導。同時該方法也是一種相對簡易、低成本的吸波材料介電參數測量與反演方法。

技術領域

本發明屬于雷達隱身、電磁屏蔽與射頻匹配領域，特別涉及該領域中的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，是一種能精確測量及反演吸波材料介電參數的無損測試方法。

背景技術

電磁吸波材料在雷達隱身、電磁屏蔽和射頻匹配領域應用極為廣泛，已成為當前復雜電子系統不可或缺的重要材料和部件。在雷達技術領域，吸波材料主要用于吸收來波，減少電磁波信號的反射以達到隱身的目的，是隱身電子設備不可或缺的重要部件。在復雜電子系統如飛機、艦船等大型裝備中，電子設備之間的電磁泄漏可能引起設備之間的信號串擾，抬升系統噪聲，導致偵測等系統信噪比下降，嚴重的情況下甚至引發其它設備的誤觸發或掉電，造成不可估量的損失和危險后果。恰當的應用吸波材料是有效解決復雜電子設備之間干擾和誤觸發的重要途徑之一。在射頻匹配領域，吸波材料是解決諧振天線、匹配電路較大尺寸要求和有限安裝平臺之間矛盾的有效手段。然而吸波材料制作工藝的特殊性和材料組成的復雜性，導致其電氣性能、參數的變化異常復雜，測試也極為困難。傳統測試方法中，主要進行吸波材料的直流等效電阻測試，即方塊電阻測試。但隨著技術的發展，電磁系統精度的要求不斷提高，簡單的直流等效測試方法已不能滿足當前相關領域對吸波材料電參數測試的精度要求。

表征吸波材料電磁特性的關鍵參數就是介電常數，實際中的介電常數也并非常數，而是與材料組成密切相關、且隨著頻率、溫度等因素變化的，而且是一系列變化的復數，本發明稱其為介電參數。因此，吸波材料介電參數的測量與反演成為了吸波材料設計制造和各領域應用及優化調整的重要依據，是精密電磁系統降低系統噪聲、提高信雜比和系統靈敏度的重要手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種基于開路同軸線的相對簡易、低成本的吸波材料介電參數測量與反演方法，該方法最大的優點是無損測量，可用于軟體吸波材料的介電參數測量。

本發明采用如下技術方案：

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，其改進之處在于，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：