微波毫米波測(cè)試技術(shù)及儀器發(fā)展動(dòng)態(tài).ppt

1、微波毫米波測(cè)試技術(shù)及儀器發(fā)展動(dòng)態(tài) （下）,2008年,微波技術(shù)新進(jìn)展,多功能多參數(shù)綜合測(cè)試系統(tǒng),儀器與模塊資源豐富： GPIB總線臺(tái)式儀器：136型號(hào)產(chǎn)品 VXI總線測(cè)試模塊： 26型號(hào)產(chǎn)品 PXI總線測(cè)試模塊： 16型號(hào)產(chǎn)品 PCI總線測(cè)試模塊：7型號(hào)產(chǎn)品 LXI總線測(cè)試模塊（正在開發(fā)）,自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件資源,七種VXI模塊到20GHz 七種PXI模塊到3GHz 微波和射頻模塊品種齊全,Test Center軟件平臺(tái)： 集開發(fā)、運(yùn)行和管理于一身的綜合軟件平臺(tái) 具有開放、通用、可擴(kuò)展、便于二次集成 支持各種主流開發(fā)軟件的TPS,第一個(gè)國(guó)產(chǎn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集開發(fā)、運(yùn)行和管理于一體的自動(dòng)測(cè)試系

2、統(tǒng)平臺(tái)軟件。,自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件平臺(tái),天線與RCS測(cè)試系統(tǒng),天線測(cè)量系統(tǒng)組成,天線測(cè)試系統(tǒng),RCS測(cè)量系統(tǒng)組成,雷達(dá)散射界面測(cè)試系統(tǒng),三工器（直流偏置、中頻信號(hào)和本振信號(hào)共用一根同軸電纜）,本振功率放大（混頻模塊原理主機(jī)25米正常工作）,斜率衰減器（使混頻器工作于最佳工作狀態(tài)）,天線與RCS測(cè)試系統(tǒng),弓形框測(cè)試系統(tǒng),傳輸線測(cè)量方法,材料測(cè)試系統(tǒng),微波介質(zhì)材料測(cè)量技術(shù),微波介質(zhì)材料的應(yīng)用 微波介質(zhì)材料的種類: (1) 低耗和吸波材料 (2) 電介質(zhì)和非電介質(zhì)材料 (3) 低介電常數(shù)和高介電常數(shù)材料 (4) 不同的外形結(jié)構(gòu)材料 介質(zhì)材料測(cè)試的重要性,測(cè)試方法的分類,傳輸法 諧振法,傳輸法 主要包括波

3、導(dǎo)法、同軸線法、帶狀線傳輸法、自由空間法以及傳輸線終端加載法 主要優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試頻帶寬,可測(cè)試電磁參數(shù),適于高損耗材料的測(cè)試 主要缺點(diǎn)：對(duì)低損耗材料的損耗測(cè)試誤差較大,測(cè)試方法的分類,諧振法 主要包括高Q腔法、矩形腔法、微帶諧振器法、帶狀線諧振器法、超導(dǎo)腔法、介質(zhì)諧振器法、諧振腔微擾法等 主要優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試準(zhǔn)確度高,特別適合于低損耗材料的測(cè)試 主要缺點(diǎn)：測(cè)試頻帶窄,不能同時(shí)測(cè)試電磁參數(shù),測(cè)試方法的分類,傳輸法是將被測(cè)材料置入測(cè)試裝置中，將其作為雙口網(wǎng)絡(luò)，測(cè)量此雙口網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)，從而推算出微波的材料參數(shù) 也可將被測(cè)材料置入傳輸線終端作為單口網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)復(fù)反射系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而推算出被測(cè)材料的復(fù)介電常數(shù),傳輸

4、法測(cè)量,波導(dǎo)、同軸線和帶狀線傳輸法 傳輸線終端加載法 自由空間法,幾種常見方法：,波導(dǎo)、同軸線和帶狀線傳輸法,波導(dǎo)、同軸線和帶狀線三種傳輸測(cè)試方法均屬于閉場(chǎng)測(cè)試方法 被測(cè)材料可構(gòu)成雙端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)，可同時(shí)測(cè)出被測(cè)材料的復(fù)介電參數(shù)和復(fù)導(dǎo)磁率,將被測(cè)樣品加工成可嵌入波導(dǎo)或同軸線內(nèi)填滿終端，然后終端用金屬片短路，這樣就構(gòu)成了傳輸線終端加載法 將較大面積的片狀介質(zhì)材料放置在同軸或波導(dǎo)端口外進(jìn)行測(cè)量 利用傳輸線入射的波經(jīng)被測(cè)介質(zhì)反射后對(duì)復(fù)反射系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可推算出被測(cè)材料的復(fù)介電常數(shù)。該方法可進(jìn)行無損測(cè)量，但對(duì)低耗材料的損耗測(cè)量誤差較大,傳輸線終端加載法,開口同軸探頭結(jié)構(gòu)示意圖,FDTD法網(wǎng)絡(luò)劃分,開

5、口同軸法測(cè)量系統(tǒng),自由空間測(cè)試法屬于開場(chǎng)測(cè)量方法,它具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1）因?yàn)樗捎玫碾姶挪榫€極化平面波，所以可對(duì)材料進(jìn)行取向測(cè)試； 2）可實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)材料復(fù)介電常數(shù)的寬頻帶測(cè)量； 3）在某些場(chǎng)合可完成非損傷測(cè)試,自由空間法,自由空間法,諧振法是通過測(cè)試諧振腔（器）的諧振頻率和固有品質(zhì)因數(shù)，從而計(jì)算出介質(zhì)材料的微波復(fù)介電常數(shù) 諧振法在測(cè)試準(zhǔn)確度方面，尤其是低耗材料的損耗測(cè)試方面，比起傳輸要好得多 對(duì)于高損耗介質(zhì)材料，諧振法難以找到諧振峰，所以只能對(duì)低耗材料進(jìn)行測(cè)量，而且測(cè)試往往是在某一個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行，從而限制了它的測(cè)試頻帶 近年來，為了彌補(bǔ)它的不足，往往采用多模技術(shù)以擴(kuò)展其測(cè)試頻帶,諧振法測(cè)量,常

6、見方法： 圓柱形高Q腔法 矩形腔法 微帶諧振器法 帶狀線諧振器法 超導(dǎo)腔法 介質(zhì)諧振器法 諧振腔微擾法,圓柱形高Q腔法,標(biāo)準(zhǔn)高Q腔法采用圓柱形諧振腔的TE01p模，被測(cè)樣品加工成圓片狀置入腔內(nèi)，在測(cè)得諧振腔加載前后的諧振頻率和固有品質(zhì)因數(shù)后，可得介質(zhì)材料的微波復(fù)介電常數(shù) 該方法由于利用了腔的高Q值和被測(cè)樣品重加載，測(cè)試準(zhǔn)確度較高，往往在國(guó)家計(jì)量部門作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn) 電子科技大學(xué)采用一腔多模配合模式的自動(dòng)識(shí)別和搜索技術(shù)，形成了寬頻帶圓柱形高Q腔法。分別運(yùn)用多個(gè)諧振模式測(cè)試了多種材料，在寬頻帶下達(dá)到了滿意的測(cè)試精確度,由塊狀被測(cè)樣品填充矩形腔，矩形腔的橫向尺寸與介質(zhì)大小一樣，而縱向?yàn)椴糠痔畛洌ぷ髂Ｊ?/p>

7、通常取TE10p模,矩形腔法,微帶諧振器法通常將被測(cè)介質(zhì)作為環(huán)狀微帶諧振器的襯底，對(duì)其諧振頻率和Q值進(jìn)行測(cè)量，可求得復(fù)介電常數(shù),微帶諧振器法,帶狀線諧振器法通常將被測(cè)基片作為帶狀線諧振器的襯底材料。當(dāng)諧振器諧振時(shí)，對(duì)諧振器進(jìn)行測(cè)量可測(cè)得其復(fù)介電常數(shù)。該方法十分適合用于對(duì)微波集成電路基片復(fù)介電常數(shù)的測(cè)量 電子科技大學(xué)已建立了該系統(tǒng)。采用同軸線通過空氣隙與帶狀線諧振器進(jìn)行耦合的方法，成功抑制了當(dāng)r增大時(shí)出現(xiàn)的雜模，使r的測(cè)試范圍大大拓寬，且有滿意的測(cè)試精確度,帶狀線諧振器法,超導(dǎo)腔法是利用當(dāng)測(cè)試腔置入低溫環(huán)境下其微波表面電阻低，Q 值高的特點(diǎn)對(duì)介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)樗腝 值較常規(guī)腔高

8、得多，所以它尤其適用于對(duì)較低損耗材料的測(cè)量。,超導(dǎo)腔法,將圓柱形高介電常數(shù)、低損耗的被測(cè)介質(zhì)置入兩金屬板之間以構(gòu)成諧振器進(jìn)行測(cè)量的方法, 其測(cè)試的準(zhǔn)確度較高。這種方法對(duì)測(cè)高介電常數(shù)的介質(zhì)材料，目前仍為最有效的方法。 電子科技大學(xué)設(shè)計(jì)了一套介質(zhì)諧振器測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在寬頻帶的頻率范圍內(nèi)復(fù)介電常數(shù)頻率特性的測(cè)量。,介質(zhì)諧振器法,采用較小介電常數(shù)的被測(cè)介質(zhì)材料置入諧振腔，對(duì)腔內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行微小的擾動(dòng)，通過對(duì)諧振頻率進(jìn)行測(cè)量，可得介質(zhì)材料的復(fù)介電常數(shù)。但微擾較大時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)較大的測(cè)試誤差。微擾法主要有TM0n0的圓柱腔微擾法和TE10p的矩形腔微擾法。 電子科技大學(xué)已建立了上述兩種測(cè)試系統(tǒng), 對(duì)低介電常數(shù)材料進(jìn)行了迅速、準(zhǔn)確的測(cè)量。,諧振腔微擾法,由于被測(cè)介質(zhì)材料的外形尺寸、電氣特性、物理狀態(tài)、測(cè)試頻段不同，所采取的測(cè)試方法也不同。