[发明专利]一种介质材料电磁参数测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种介质材料电磁参数测量装置及测量方法，具有工作台、两个载体板以及用来放置被测介质材料的载板，于其中一个载体板上设置发射喇叭，于另外一个载体板上对应设置接收喇叭，将载板上的被测介质材料夹设于发射喇叭、接收喇叭的喇叭口端面之间。本发明通过对发射喇叭/接收喇叭的曲线轮廓进行优化，以使其回波损耗、交叉极化、口面场分布满足一定的条件，从而使该装置具备测量介质材料的能力。信号波束不需要经过一段自由空间才能入射到被测介质材料表面，避免了外界的信号干扰以及信号在介质材料边缘处绕射的问题，有效提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及介质材料测量技术领域，尤其是涉及一种介质材料电磁参数测量装置及测量方法。

背景技术

介质材料电磁参数一般是指复介电常数和复导磁率，它是描述材料与电磁场相互作用最基本的两个特征参数，随着介质材料在电子领域的广泛应用，准确了解电磁参数值，对判断介质材料在电磁场中的效应是必要的。

在微波及毫米波段，材料的电磁参数测试方法按测量原理可分为网络参数法、谐振腔法两大类。网络参数法一般包括时域法、传输/反射法、多厚度法、多状态法、自由空间法等，通过测量网络参数计算出介质材料的电磁参数，这些方法可在宽频带内进行测量。而谐振腔法将样品置于谐振腔中，利用有无样品放置对应的腔内电磁场特性变化计算出介质材料的电磁参数，这种方法只能在点频上进行测量。

上述的自由空间法是指利用天线将电磁波辐射到自由空间，当遇到测试样品时，发生反射和透射现象，利用天线接收这些反射和透射信号，计算介质材料的电磁参数。可是目前的自由空间法存在一定的缺点：入射电磁波在聚焦到样品表面之前要经过一段开阔的自由空间，在此过程中会出现受到外界干扰，或电磁波从样品边缘绕射的问题；此外，为了保证电磁波能够全面入射到试样上，自由空间法对样品材料还要有所要求，需要一块平坦的、双面平行的、相对面积足够大的样品，对试样进行如此设计很大程度上将会降低测量效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种介质材料电磁参数测量装置，具有结构更为简洁、误差干扰项少、测量精度高的特点。

本发明是这样实现的，一种介质材料电磁参数测量装置包括：

工作台、两个载体板以及设于两个载体板之间用来放置被测介质材料的载板，于其中一个载体板上设置用来发射信号的发射喇叭，于另外一个载体板上对应设置用来接收信号的接收喇叭，其中发射喇叭、接收喇叭的构造一致且互为镜像设置，并且二者的喇叭口端面相对，其中：

载板可于两个载体板之间左右移动，两个载体板中至少有一个可移动地装设于工作台上，以满足将载板上的被测介质材料夹设于发射喇叭、接收喇叭的喇叭口端面之间，其中，发射喇叭/接收喇叭的截面轮廓设计为曲线轮廓，信号经过发射喇叭内部空间后产生高斯波束，并且高斯波束束腰处于喇叭口端面处。

作为本发明进一步的方案，所述发射喇叭/接收喇叭的曲线轮廓为数个控制点组成的三次样条线，将控制点的位置设置为变量，通过遗传优化算法，使得发射喇叭/接收喇叭的回波损耗、交叉极化、口面场分布最终满足一定的条件。

作为本发明进一步的方案，安装有接收喇叭的载体板固定于所述工作台上，安装有发射喇叭的载体板通过移动机构在所述工作台上完成移动，以实现与另一个载体板上的接收喇叭的靠近或远离，以便夹载或取下被测介质材料。

作为本发明进一步的方案，所述移动机构为滚珠丝杠结构，包括沿工作台长度方向设置且可转动的螺杆，螺杆上设一螺母移动块，该螺母移动块与安装有发射喇叭的载体板固定连接，通过旋转螺杆将旋转运动转化为载体板的直线运动。

作为本发明进一步的方案，所述工作台的上端设有轨道，于安装有发射喇叭的载体板底端对应设有可与轨道滑动配合的轨道槽。

作为本发明进一步的方案，所述载板带有用于放置被测介质材料的基座，基座上具有搁置槽口。