介质特测量实验

1、company logocompany logo介质特性测量实验介质特性测量实验company logocompany logo2实验目的实验目的1.1.了解测量相对复介电常数的几种方法了解测量相对复介电常数的几种方法. .2.2.测量某介质材料的复介电常数测量某介质材料的复介电常数. .company logocompany logo3实验原理实验原理电介质的特性可以用复介电常数来描述电介质的特性可以用复介电常数来描述: :,0)j，复（式中式中 称为相对复介电常数的实部称为相对复介电常数的实部, ,表示存储电能的表示存储电能的能力能力. . 0/ ， 称为介质的损耗因子称为介质的损耗因子,

2、 ,表示产生的介质损耗表示产生的介质损耗. .引入一个叫做损耗正切的无量纲量引入一个叫做损耗正切的无量纲量: : tg tg微波电介质特性的测量就是测微波电介质特性的测量就是测 和和 tg,company logocompany logo4实验原理实验原理测量复相对介电常数的方法很多测量复相对介电常数的方法很多, ,常用的测量方法有常用的测量方法有: :反射反射法法. .谐振腔法谐振腔法. .空间波法空间波法, ,下面介绍反射法中的两种测量方法下面介绍反射法中的两种测量方法. .1.终端短路法的测量原理终端短路法的测量原理2.开口矩形波导反射法开口矩形波导反射法将介质试样段置于测量系将介质试样

3、段置于测量系统的末端统的末端, ,其输出端接短路其输出端接短路板或开路器以产生全反射板或开路器以产生全反射. .根据介质试样段引起的驻根据介质试样段引起的驻波节点偏移和驻波系数可波节点偏移和驻波系数可确定试样的相对介电常数确定试样的相对介电常数和损耗因子和损耗因子. .开口波导接在无穷大金属法兰盘开口波导接在无穷大金属法兰盘上，让待测样品紧贴法兰盘，法上，让待测样品紧贴法兰盘，法兰盘将整个空间分为两个区域：兰盘将整个空间分为两个区域：波导内部和右半空间，右半空间波导内部和右半空间，右半空间为充满均匀、各向同性、无磁性为充满均匀、各向同性、无磁性介质的半无限空间，在两个区域介质的半无限空间，在两

4、个区域中分开处理，然后加上开口面上中分开处理，然后加上开口面上的连续性条件，问题即可得解。的连续性条件，问题即可得解。company logocompany logo5实验步骤实验步骤1、按图连接测试系统、按图连接测试系统图图1 终端短路法终端短路法company logocompany logo6实验步骤实验步骤2、终端短路法求、终端短路法求复company logocompany logo7实验步骤实验步骤3、开口矩形波导反射法测、开口矩形波导反射法测复(1)(1)在本测试中在本测试中, ,采用采用3cm3cm波段的自动测量线波段的自动测量线, ,首先调试整个系统首先调试整个系统. .(2

5、)(2)将开口波导面紧贴被测介质将开口波导面紧贴被测介质, ,测出系统的复反射系数测出系统的复反射系数, ,数据将在显数据将在显示屏上示出示屏上示出. .(3)(3)将所测复反射系数中的模值换为驻波系数及相角，然后将驻波系将所测复反射系数中的模值换为驻波系数及相角，然后将驻波系数和相角代入事先编好的程序数和相角代入事先编好的程序, ,由计算机算出由计算机算出 和和 。 tg,company logocompany logo8思考题思考题用用“终端短路法终端短路法”测量介电常数时的主要误差来源测量介电常数时的主要误差来源. .用用 开口矩形波导发射法开口矩形波导发射法 测量介质介电常数时测量介质介电常数时, ,介