[發明專利]一種高精確度的鐵磁共振線寬測量方法

在審

• 申請號: 202310406153.5
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116482590A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張懷武;岳華偉;金立川;傅橙輝;臧百斐
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于微波、毫米波段磁性材料參數測量領域，具體提供一種高精確度的鐵磁共振線寬測量方法，用以解決現有微波鐵氧體材料的鐵磁共振線寬測量方法因測量磁場精度較大導致誤差增大的問題。本發明以矢量網絡分析儀為信號收發源，采用掃場步進依次遞減的粗掃、第一次細掃及第二次細掃的測量流程，并且基于第一次細掃的擬合參數對第二次細掃的測試數據進行插值作為精度補償，使測量數據更收斂，顯著提高測量結果的精確度；同時，插值實現精度補償能夠有效解決磁場精度不足的問題，減小測量帶來的誤差，使測量數據得到更好的擬合效果，進而提高鐵磁共振線寬測量的精確度；另外，本發明的測量方式對于常見諧振腔法與共面波導法等都適用。

技術領域

本發明屬于微波、毫米波段磁性材料參數測量領域，涉及微波鐵氧體材料的鐵磁共振線寬測量，具體提供一種高精確度的鐵磁共振線寬測量方法。

背景技術

如今微波通信正在高速發展，許多傳統器件向著小型化、低功耗、高穩定性、高精度發展，微波集成器件已經成為通信系統和電子設備中不可或缺的器件，廣泛應用于人造衛星、雷達、通信基站等各個方面。因此，微波鐵氧體器件具有很好的應用前景，微波鐵氧體器件對微波鐵氧體材料有著比較高的要求，比如鐵磁共振線寬要小、介電損耗要小等，性能良好的鐵氧體材料可以做成濾波器、移相器、環形器、隔離器等。微波鐵氧體的一個常見特性是鐵磁共振現象，簡單來講就是微波鐵氧體材料在互相垂直的穩恒偏置磁場和交變磁場下的某一頻率會發生共振現象，所以測量微波鐵氧體材料的鐵磁共振線寬是表征微波鐵氧體材料的常見方式，用來衡量鐵氧體材料的磁損耗，小的鐵磁共振線寬就表示磁損耗小，大的鐵磁共振線寬就表示磁損耗越大。隨著工作頻率升高，微波鐵氧體器件的磁損耗逐漸變大，在評估微波鐵氧體器件時，鐵磁共振線寬是重要的基本參數之一，對器件能否在其應用的系統中正常工作有很大影響，所以精確地測量微波鐵氧體材料的鐵磁共振線寬對微波鐵氧體器件的研究具有重要意義。

目前，微波鐵氧體材料的鐵磁共振線寬測量方法多采用諧振腔法或者傳輸線法，球狀鐵氧體材料通常采用諧振腔法，但諧振腔法只能測量特定的諧振頻率點；鐵氧體薄膜通常采用共面波導法，方便樣品的放置測量，但準確度沒有諧振腔法高。然而，不管在測量球狀鐵氧體材料、還是鐵氧體薄膜時，在頻率較高時，由于同軸線纜損耗增大，均會導致測量結果誤差增大；除此之外，當頻率升高時，測量時需要的穩恒磁場會變大，且電磁鐵之間的距離要盡可能小以保證磁場大小，而電流源的最小精度有限；當以電流源最小精度測量時，磁場的精度可能仍然很大，即單位電流變化引起的磁場變化大，在電流精度有限的情況下測量的數據點集變少，最終導致鐵磁共振線寬誤差變大，擬合曲線的擬合參數不夠準確，在代入計算時又增大了其他參數的誤差；因此，在提高鐵磁共振線寬的精確度方面還有很大的進步空間。

發明內容

本發明的目的在于針對現有微波鐵氧體材料的鐵磁共振線寬測量方法因測量磁場精度較大導致誤差增大的問題，提出一種高精確度的鐵磁共振線寬測量方法；本發明以矢量網絡分析儀為信號收發源，采用粗掃、第一次細掃及第二次細掃的測量流程，且掃場步進依次遞減，同時，基于第一次細掃的擬合參數對第二次細掃進行有效的精度補償，顯著減小測量時的誤差，提高鐵磁共振線寬測量的精確度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高精確度的鐵磁共振線寬測量方法，包括以下步驟：

步驟1、設定測試頻率與粗掃步進ε₁，在測試頻率下進行最大范圍掃場，得到待測樣品的吸收峰；

步驟2、設定第一次細掃步進ε₂、ε₂ε₁，對吸收峰進行掃場，得到待測樣品的采樣點集Q₁＝[(x₁,y₁),(x₂,y₂),...,(x_M,y_M)]，(x_m,y_m)表示第一次細掃的第m個采樣點數據，其中，x為磁場強度，y為S₂₁參數；