[发明专利]一种低损耗材料介电参数测试装置、方法

权利要求书

1.一种低损耗材料介电参数测试装置，其特征在于，所述低损耗材料介电参数测试装置包括：电容加载腔、安装于电容加载腔的底部的耦合天线、连接于所述耦合天线且用于测试所述电容加载腔放置样品前后的频率变化和品质因数变化的矢量网络分析仪、用于计算待测试样品在所述电容加载腔中预设频率下介电参数的计算单元、配置于所述电容加载腔的内部的端盖和能够调节与所述端盖之间距离的可调电容板；其中，所述电容加载腔中的预设频率被配置为与所述可调电容板及所述端盖两者之间的距离相关联。

2.根据权利要求1所述的低损耗材料介电参数测试装置，其特征在于，所述矢量网络分析仪通过射频电缆连接于所述耦合天线。

3.根据权利要求1所述的低损耗材料介电参数测试装置，其特征在于，所述计算单元包括：

系数计算模块，用于所述电容加载腔，利用所述数值仿真模型确定所述谐振腔的电场分布，且计算该电场分布下的所述体积分对应的系数C_simu；以及

参数计算模块，用于基于所述电容加载腔放置样品前后的频率变化、品质因数变化以及所述系数C_simu计算所述样品的材料对应的介电参数。

4.根据权利要求3所述的低损耗材料介电参数测试装置，其特征在于，所述系数计算模块通过下述公式计算该电场分布下的所述体积分对应的系数C_simu：

其中，V_s为样品的体积，V_c为谐振腔的体积；E₀为未放置样品时所述谐振腔内的电场；E_s为样品内部的电场。

5.根据权利要求3所述的低损耗材料介电参数测试装置，其特征在于，所述参数计算模块通过下述公式计算所述待测试样品的介电参数：

其中，tanδ为材料的损耗正切，Δf为所述空载谐振频率f₀与所述样品谐振频率f的差。

6.一种低损耗材料介电参数测试方法，其特征在于，使用权利要求1-5中任意一项所述的低损耗材料介电参数测试装置，所述低损耗材料介电参数测试方法包括：

将所述耦合天线安装到电容加载腔底部，旋转所述耦合天线的角度对天线的耦合度进行微调，使其达到满足需求的匹配状态；

将所述矢量网络分析仪连接所述射频电缆，在所需的测试频段内在所述所述射频电缆的端口进行校准；

将校准后的射频电缆连接到耦合天线；

选择测试频率，调整电容板与端盖的距离，使得所述电容加载腔的谐振频率与测试频率一致；

在电容加载腔空载的状态下，测试所述电容加载腔的谐振频率和品质因数；

打开所述电容加载腔的端盖，放入测试样品；

盖好所述端盖，测试放置样品后的谐振频率和品质因数；

将待测试样品放置前后的测试数据传输到计算单元，所述计算单元根据所述电容加载器的尺寸计算出当前预设的测试频率下的介电参数。