[发明专利]基于无线能量传输原理的复介电常数测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于无线能量传输原理的复介电常数测量装置，其特征在于：包括矢量网络分析仪(1)、源线圈(2)和负载线圈(3)；源线圈(2)连接矢量网络分析仪(1)，源线圈(2)与负载线圈(3)通过电磁耦合共振无线连接，负载线圈(3)后面放置被测样品(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输原理的复介电常数测量装置，其特征在于：所述源线圈(2)为一个单匝线圈，单匝线圈上的SMA头与矢量网络分析仪(1)连接；所述负载线圈(3)为一个1匝或多匝线圈。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输原理的复介电常数测量装置，其特征在于：所述源线圈(2)和负载线圈(3)之间的相对位置要调节到50欧姆的阻抗匹配要求。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输原理的复介电常数测量装置，其特征在于：所述被测样品(4)为体积满足瑞利散射条件的液体或固体。

5.根据权利要求1所述装置的一种基于无线能量传输原理的复介电常数测量方法，其特征在于：

1）首先通过调节源线圈和负载线圈的相对位置，实现50欧姆的阻抗匹配；然后在负载线圈后面放上介电常数已知的校准样品，当校准样品相对于波长足够小、满足瑞利散射条件时，满足公式：

ΔZL,Rayleigh/(ωM)2≈[β/(ωM)2]·[(ϵ~r-1)·(ϵ~r+2)]]]>

其中，ΔZ_L,Rayleigh为瑞利散射条件下、放上被测样品后的系统阻抗和不放被测样品后的系统阻抗之差，为被测样品的复介电常数，为常虚数，为被测样品所占据的自由空间的场分布，ω为测量装置的谐振的角频率；

通过矢量网络分析仪的测量数据得到ΔZ_L,Rayleigh/(ωM)²的数值，由于校准样品的复介电常数是已知的，通过上述公式算出β/(ωM)²的值；

2）在负载线圈后面放上相同体积的被测样品后，通过矢量网络分析仪的测量数据以及校准得到的β/(ωM)²的值，从而反演得到被测样品的复介电常数。