微波毫米波测试技术及仪器发展动态-下

1、2008年年多功能多参数综合测试系统仪器与模块资源丰富：GPIB总线台式仪器：136型号产品VXI总线测试模块： 26型号产品PXI总线测试模块： 16型号产品PCI总线测试模块：7型号产品LXI总线测试模块（正在开发）自动测试系统硬件资源v七种VXI模块到20GHzv七种PXI模块到3GHzv微波和射频模块品种齐全Test CenterTest Center软件平台：软件平台：集开发、运行和管理于一身的综合软件平台集开发、运行和管理于一身的综合软件平台具有开放、通用、可扩展、便于二次集成具有开放、通用、可扩展、便于二次集成支持各种主流开发软件的支持各种主流开发软件的TPSTPS第一个国产的具

2、有自主知识产权的集开发、运行和管理于一体的自动测试系统平台软件。自动测试系统软件平台天线与RCS测试系统 发射天线AV3860型微波放大器毫米波倍频源模块天线转台参考天线测试混频模块参考混频模块本振与中频分配装置AV3630高灵敏度幅相接收机本振信号源发射信号源转台控制器当用于微波频段时去掉此模块主控计算机天线测量系统组成天线测试系统接收天线发射天线毫米波倍频源模块参考混频模块测试混频模块本振与中频分配装置本振信号源发射信号源四通道高灵敏度幅相接收机转台控制器主控计算机用 于 微 波 频段 时 去 掉 此模块RF+IF+DCRCS测量系统组成雷达散射界面测试系统LOIFDC-20MHz 微波：

3、基波混频器毫米波：谐波混频器双工板100MHz-20GHz放大器DC本振与中频三工器DC 20MHz 100MHz-20GHzRF三工器（直流偏置、中频信号和本振信号共用一根同轴电缆）本振功率放大（混频模块原理主机25米正常工作）斜率衰减器（使混频器工作于最佳工作状态）天线与RCS测试系统弓形框测试系统传输线测量方法材料测试系统l微波介质材料的应用l微波介质材料的种类: (1) 低耗和吸波材料 (2) 电介质和非电介质材料 (3) 低介电常数和高介电常数材料 (4) 不同的外形结构材料l介质材料测试的重要性l传输法传输法l谐振法谐振法p 传输法传输法主要包括波导法、同轴线法、带状线传输法、自由

4、空间法以及传输线终端加载法l 主要优点：测试频带宽,可测试电磁参数,适于高损耗材料的测试l 主要缺点：对低损耗材料的损耗测试误差较大 测试方法的分类测试方法的分类p 谐振法谐振法主要包括高Q腔法、矩形腔法、微带谐振器法、带状线谐振器法、超导腔法、介质谐振器法、谐振腔微扰法等l 主要优点：测试准确度高,特别适合于低损耗材料的测试l 主要缺点：测试频带窄,不能同时测试电磁参数测试方法的分类测试方法的分类 传输法是将被测材料置入测试装置中，将其作为双口网络，测量此双口网络S参数，从而推算出微波的材料参数 也可将被测材料置入传输线终端作为单口网络，并对复反射系数进行测量，从而推算出被测材料的复介电常数

5、 传输法测量传输法测量波导、同轴线和带状线传输法传输线终端加载法自由空间法几种常见方法：几种常见方法：波导、同轴线和带状线传输法 波导、同轴线和带状线三种传输测试方法均属于闭场测试方法 被测材料可构成双端口网络散射参数，可同时测出被测材料的复介电参数和复导磁率传输法测量传输法测量传输法测量传输法测量l 将被测样品加工成可嵌入波导或同轴线内填满终将被测样品加工成可嵌入波导或同轴线内填满终端，然后终端用金属片短路，这样就构成了传输线端，然后终端用金属片短路，这样就构成了传输线终端加载法终端加载法l 将较大面积的片状介质材料放置在同轴或波导端将较大面积的片状介质材料放置在同轴或波导端口外进行测量口外

6、进行测量利用传输线入射的波经被测介质反射后对复反射系利用传输线入射的波经被测介质反射后对复反射系数数进行检测，可推算出被测材料的复介电常数。进行检测，可推算出被测材料的复介电常数。该方法可进行无损测量，但对低耗材料的损耗测量该方法可进行无损测量，但对低耗材料的损耗测量误差较大误差较大传输线终端加载法传输法测量传输法测量传输法测量传输法测量传输法测量传输法测量开口同轴探头结构示意图开口同轴探头结构示意图FDTD法网络划分法网络划分开口同轴法测量系统开口同轴法测量系统自由空间测试法属于开自由空间测试法属于开场测量方法场测量方法, ,它具有如下它具有如下优点：优点：1 1）因为所采用的电磁波）因为所

7、采用的电磁波为线极化平面波，所以为线极化平面波，所以可对材料进行取向测试；可对材料进行取向测试；2 2）可实现对介质材料复）可实现对介质材料复介电常数的宽频带测量；介电常数的宽频带测量；3 3）在某些场合可完成非）在某些场合可完成非损伤测试损伤测试自由空间法传输法测量传输法测量传输法测量传输法测量自由空间法谐振法是通过测试谐振腔（器）的谐振法是通过测试谐振腔（器）的谐振频率和固谐振频率和固有品质因数有品质因数，从而计算出介质材料的微波复介电，从而计算出介质材料的微波复介电常数常数谐振法在测试准确度方面，尤其是低耗材料的损谐振法在测试准确度方面，尤其是低耗材料的损耗测试方面，比起传输要好得多耗测

8、试方面，比起传输要好得多对于高损耗介质材料，谐振法难以找到谐振峰，对于高损耗介质材料，谐振法难以找到谐振峰，所以只能对低耗材料进行测量，而且测试往往是所以只能对低耗材料进行测量，而且测试往往是在某一个频率点进行，从而限制了它的测试频带在某一个频率点进行，从而限制了它的测试频带近年来，为了弥补它的不足，往往采用多模技术近年来，为了弥补它的不足，往往采用多模技术以扩展其测试频带以扩展其测试频带谐振法测量谐振法测量常见方法： 圆柱形高圆柱形高Q Q腔法腔法 矩形腔法矩形腔法 微带谐振器法微带谐振器法 带状线谐振器法带状线谐振器法 超导腔法超导腔法 介质谐振器法介质谐振器法 谐振腔微扰法谐振腔微扰法谐

9、振法测量谐振法测量圆柱形高Q腔法谐振法测量谐振法测量标准高Q腔法采用圆柱形谐振腔的TE01p模，被测样品加工成圆片状圆片状置入腔内，在测得谐振腔加载前后的谐振频率和固有品质因数后，可得介质材料的微波复介电常数该方法由于利用了腔的高Q值和被测样品重加载，测试准确度较高，往往在国家计量部门作为计量标准电子科技大学采用一腔多模配合模式的自动识别和搜索技术，形成了宽频带圆柱形高Q腔法。分别运用多个谐振模式测试了多种材料，在宽频带下达到了满意的测试精确度谐振法测量谐振法测量谐振法测量谐振法测量矩形腔法微带谐振器法通常将被测介质作为环微带谐振器法通常将被测介质作为环状微带谐振器的衬底，对其谐振频率状微带谐振器的衬底，对其谐振频率和和Q值进行测量，可求得复介电常数值进行测量，可求得复介电常数谐振法测量谐振法测量微带谐振器法谐振法测量谐振法测量带状线谐振器法超导腔法谐振法测量谐振法测量介质谐振器法 谐振法测量谐振法测量谐振腔微扰法谐振法测量谐振法测量 由于被测介质材料的外形尺寸、电气由于被测介质材料的外形尺寸、电气特性、物理状态、测试频段不同，所采取特性、物理状态、测试频段不同，所采取的测试方法也不同。的测试方法也不同。 所有的测试方法均可采用微波矢量所有的测试方法均可采用微波矢量网网络分析仪络分析仪并配上适当的测试装置进行测试，并配上适当的测试装置进行测试，部