[发明专利]一种介电特性测试装置以及测量方法

权利要求书

1.一种介电特性测试装置，其特征在于，该介电特性测试装置包括：

一个输入端口(3)和一个输出端口Ⅰ(4)，两端口与矢量网络分析仪相连通；

一个环形定向耦合器(6)，其输出端与输出端口Ⅰ(4)相连通；

一个功分器(5)，其输入端与输入端口(3)相连通；其输出端口Ⅱ(10)和输出端口Ⅲ(11)分别通过一条支路与环形定向耦合器(6)相连通；

一个基片集成波导圆形谐振器(7)，连接在两支路之间，用于样品放置区域；

所述输出端口Ⅱ(10)通过支路Ⅰ(9)与环形定向耦合器(6)的差端口(14)相连通；所述输出端口Ⅲ(11)通过支路Ⅱ(8)环形定向耦合器(6)的和端口(13)相连通；

所述环形定向耦合器(6)的和端口(13)距输出端口Ⅰ(4)的距离为λ/4；

所述环形定向耦合器(6)的差端口(14)距输出端口Ⅰ(4)的距离为3λ/4，使得支路Ⅰ(9)和支路Ⅱ(8)的信号具有相反的信号；

与所述环形定向耦合器(6)的和端口(13)及差端口(14)相距均为λ/4的端口(15)接地(16)。

2.根据权利要求1所述的一种介电特性测试装置，其特征在于：所述基片集成波导圆形谐振器(7)的两边有金属化通孔(17)，用来实现类似金属波导的场传播模式。

3.根据权利要求1所述的一种介电特性测试装置，其特征在于：所述输出端口Ⅱ(10)和输出端口Ⅲ(11)之间粘贴有隔离电阻(12)。

4.根据权利要求3所述的一种介电特性测试装置，其特征在于：所述隔离电阻(12)的阻值为100欧姆，所述输出端口Ⅱ(10)和输出端口Ⅲ(11)的阻抗均为50欧姆。

5.根据权利要求1所述的一种介电特性测试装置，其特征在于：所述功分器(5)采用3dB威尔金森功分器；

所述基片集成波导圆形谐振器(7)的模式为TE₁₁₁模。

6.一种基于权利要求1所述的介电特性测试装置的测量方法，其特征在于：

根据微波传输的特点，信号由测试装置的输入端口(3)输入，经功分器(5)被分成两路相同的信号，这两路信号共同激励基片集成波导蝶形谐振器(7)，部分信号再继续向前传输并等幅同相到达环形定向耦合器(6)的和端口(13)和差端口(14)，最终从测试装置的输出端口Ⅰ(4)输出，环形定向耦合器(6)的端口(15)接地或者接匹配负载。

7.根据权利要求6所述的一种介电特性测量方法，其特征在于：为便于测试及提高灵敏度，在基片集成波导蝶形谐振器(7)上加载盛放液体样本的容器；如果被测物为块状固体或者粉末，则无需加装任何器皿，可直接将被测物放置于基片集成波导蝶形谐振器(7)上进行测试；

最后由矢量网络分析仪与该装置组成的测试系统获得不同测试物下对应的谐振频率，最后由电磁场理论并结合神经网络方法提取被测物的介电常数。