[实用新型]一种测量粉末以及液体介电常数的半球形准光学谐振腔

说明书

本实用新型公开了一种测量粉末以及液体介电常数的半球形准光学谐振腔。半球形准光学谐振腔所述包括第一电反射镜和第二电反射镜；第一电反射镜为呈半球形的曲面镜；第二电反射镜上设置有用于承接粉末或者液体的腔体；第一电反射镜和第二电反射镜相对放置，第一电反射镜位于第二电反射镜上方，中间为空气，构成半球形准光学谐振腔；第一电反射镜的正中位置开有波导孔，用来接收/发射电磁信号。本实用新型的测量方法简单，本实用新型制造简单，成本低，且测量精度较为准确。

技术领域

本实用新型涉及微波、毫米波、介电常数测量、准光学谐振腔技术领域，具体涉及一种测量粉末以及液体介电常数的半球形准光学谐振腔。

背景技术

介电常数是表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数。在设计基于各类材料的电路或系统之前，准确掌握这些材料的介电常数和损耗特性非常重要。

传统的半球形准光学谐振腔法是一种测量复介电常数的方法，它具有一些优点，例如：1).它是一种非接触测试方法，对物理介质没有夹具带来的形变压力；2).系统足够紧凑，制造成本低；3).测试精度高。半球形准光学谐振腔通过圆形波导孔将电磁波接收和发射，然后通过传输系数S21或者反射系数S11测量介电特性。但其弊端在于仅能测量固体样品的介电常数，对于无法放置在平面镜上的粉末状或者液体状的样品则具有局限性。另外，对于需要变温装置控制来实现不同温度下的测量时，操作变得较为复杂，简单的平面镜并不能给予固体样品均匀的加热或者降温。

现有技术粉末样品介电性能测试装置中，该发明提出了一种粉末样品介电性能测试装置，所述的粉末样品介电性能测试装置通过封闭式真空谐振腔，在样品放置架上放置粉末状样品，通过加热部和冷却部实现变温控制，实现对粉末状样品的介电性能测试。封闭式谐振腔的真空要求比较复杂，且对于装置的加工有较大困难(宋锡滨,孙莹莹,奚洪亮,艾辽东.粉末样品介电性能测试装置[P].CN212207518U，2020.12.22.)。

现有技术一种微波闭式谐振腔复介电常数测量装置中，该发明提出了一种微波闭式谐振腔复介电常数测量装置，所述的微波闭式谐振腔复介电常数测量装置通过把测试的材料放置于谐振腔内部的支撑柱上，通过耦合探针深入腔体的耦合孔，通过测试电缆连接矢量网络分析仪，实现对介电常数的测量。此闭式谐振腔通过观察网络的S21参数实现测量，相较于半球形谐振腔装置较为复杂，测试过程也比较繁琐。且由于其支撑柱的缘故，无法测量粉末状以及液态样品的介电常数(王益,张翠翠,王建忠,魏竹.一种微波闭式谐振腔复介电常数测量装置[P].CN104965127A,2015.10.07.)。

现有技术一种混合固体颗粒物质介电常数测量方法、系统及应用中，该发明提出了一种混合固体颗粒物质介电常数测量方法、系统及应用，所述的混合固体颗粒物质介电常数测量方法、系统及应用使用自由空间法，测试样品和定标金属板不同极化下网络参数的比值，测出垂直极化和水平极化下的端口S参数和入射角θ，结合反演公式得出介质材料的介电常数。但通常需要被测样品面积足够大以减少样品边缘处的衍射效应，且校准步骤繁琐，校准精度要求高(佘俊杰,刘伟,左炎春,郭立新.一种混合固体颗粒物质介电常数测量方法、系统及应用[P].CN112782485A,2021.05.11)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量粉末以及液体介电常数的半球形谐振腔，能够在制造简单，测量方便的前提下，保证测试的精度且能实现对温度的控制。故在传统准光学谐振腔测量的基础上进行了改进，通过将圆柱形或者球形谐振腔改为半球形来避免额外的夹具固定物品，并在谐振腔下方的平面镜挖一个腔体使其成为凹面镜，从而实现对粉末状固体及液体的介电常数的测量。另外，通过对凹面进行加热或制冷，很容易获得高低温环境下粉体和液体的介电常数，凹面相较于平面，变温会更加均匀、更加全面。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种测量粉末以及液体介电常数的半球形准光学谐振腔，包括第一电反射镜和第二电反射镜；