[实用新型]一种薄片材料电磁参数测试装置

权利要求书

1.一种薄片材料电磁参数测试装置，包括两个同轴转接头1、两段平行导体墙2、两段微带线3、共地连接块4、待测样品5、导带连接片6、柔性泡沫支撑块7、下压块8、弹簧顶针9、下压夹具10、立座11、两个移动平台12、两个凹槽17和底座13；所述两段微带线3分别与两个同轴转接头1相连，且共直线地位于两个等高的移动平台12上；所述待测样品5置于共地连接块4上方且共直线地位于两段微带线3之间；所述共地连接块4位于两个移动平台12的凹槽17内；所述导带连接片6位于待测样品正上方，可通过与下压夹具10连接的弹簧顶针9和其下方的下压块8下压后与微带线3紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述两段微带线3由低介电常数和低损耗的介质基板加工而成，基板上侧附有第一金属导带14，基板下侧附有金属接地层15；两段微带线与各自对应的两个移动平台12边缘对齐，且两段微带线可通过两个移动平台12的移动而相互靠近和分离。

3.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述平行导体墙2位于同轴转接头和微带线连接处的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述共地连接块4为金属材质，长度比待测样品长度大4~5mm，宽度比凹槽17的宽度小1~2mm，且朝向凹槽的两端作倒角；共地连接块可随着两段微带线的靠近和分离而在两个移动平台12的凹槽内滑动，同时共地连接块4上表面与微带线的金属接地层15紧密接触。

5.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述凹槽17的深度介于共地连接块4长度的0.5~1倍之间。

6.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述导带连接片6为厚度0.127mm的罗杰斯5880柔性介质基板，长度比样品长度大4~8mm，宽度比微带线宽度小4~6mm，其朝向下压块的一面无金属附层，朝向待测样品的一面附有第二金属导带19，第二金属导带19与第一金属导带14上下对齐且宽度相等。

7.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述下压块8为由透波材料制作的“桌”形结构，其四个“桌腿”与导带连接片6的四个角连接固定，下压块8与导带连接片6之间填充有柔性泡沫支撑块7，柔性泡沫支撑块7具有和空气相当的电磁参数，厚度比下压块的“桌腿”高度大0.5~1mm。

8.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述微带线两侧具有凸墙16，两凸墙之间的距离等于下压块8的宽度20。

9.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述两个移动平台12的相对面开有两个销钉孔18，可插入销钉进行定位。

10.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述弹簧顶针9与固定在立座11上的下压夹具10相连，下压夹具可向下推动弹簧顶针9加压于下压块8下方的导带连接片6。

11.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述待测样品厚度与两段微带线厚度相同。

12.根据权利要求1至11任意一项所述装置进行薄片材料电磁参数测试的方法，其特征在于，包括如下步骤

步骤1：将两个同轴转接头分别连接矢量网络分析仪的两个端口；

步骤2：不放置待测样品与共地连接块，调节移动平台使两段微带线的相对面远离至8cm以上，进行开路校准；

步骤3：不放置待测样品，共地连接块置于凹槽中，调节移动平台使两段微带线的相对面紧密接触，弹簧顶针下压下压块使第二金属导带和第一金属导带紧密贴合，进行直通校准；

步骤4：不放置待测样品，共地连接块置于凹槽中，共地连接块上方放置与两侧微带线相同材质、厚度和宽度的，长为测试频段中心频率对应波长的0.25倍的空白基板，调节移动平台使两段微带线的相对面与空白基板两侧紧密接触，弹簧顶针下压下压块使第二金属导带和第一金属导带紧密贴合，进行传输线校准；

步骤5：共地连接块置于凹槽中，放置待测样品于共地连接块上方，调节移动平台使两段微带线的相对面与待测样品两侧紧密接触，弹簧顶针下压下压块使第二金属导带和第一金属导带紧密贴合，测试并记录矢量网络分析仪端口回波损耗S₁₁和传输损耗S₂₁；

步骤6：根据所测得的加载待测样品时的回波损耗及传输损耗，计算得到待测样品的电磁参数，其计算过程如下：

待测样品构成了微带传输线，有如下方程：

(1)

(2)

其中：

(3)

为微带线与待测样品分界面处的复反射系数，为电磁波通过长为l的待测样品的复传输系数，待测样品构成的微带传输线的复传播常数可写为：

(4)

最后可得待测样品构成的微带传输线的等效电磁参数，：

(5)

(6)

其中为自由空间中的传播常数，有，为波长；

根据微带线等效电磁参数与基板电磁参数的对应关系，可得到待测样品真实的电磁参数和：

(7)

(8)

其中h为待测样品厚度，w为第二金属导带的宽度；一旦测试频率确定后，由测量得到的回波损耗及传输损耗，根据公式(7)和(8)即可求解出待测样品的电磁参数，即相对复磁导率和相对复介电常数。