[发明专利]一种材料电磁特性参数无损反射测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种材料电磁特性参数无损反射测量方法及装置，所述方法包括：步骤1：利用喇叭天线发射电磁波，介质透镜将电磁波转化为平面波；步骤2：将透镜和喇叭天线视为一个整体，并用二端口散射矩阵来表征该整体的电磁特性，利用校准方法消除路径散射误差以及失配误差；步骤3：平面波与平板型介质材料相互作用产生反射波，反射波沿原路径返回被喇叭天线接收，喇叭天线将接收到的反射波传输到矢量网络分析仪，将校准数据引入得到介质表面的反射系数；步骤4：将测试得到的介质表面反射系数与理论值进行对比，得到介质材料电磁特性参数；实现了测量步骤简化，整个测量过程易于实现，能够实现对介质的无损非接触测量的技术效果。

主权项

1.一种材料电磁特性参数无损反射测量方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：利用喇叭天线发射电磁波，介质透镜将电磁波转化为平面波；步骤2：将透镜和喇叭天线视为一个整体，并用二端口散射矩阵来表征该整体的电磁特性，利用校准方法消除路径散射误差以及失配误差；步骤3：平面波与平板型介质材料相互作用产生反射波，反射波沿原路径返回被喇叭天线接收，喇叭天线将接收到的反射波传输到矢量网络分析仪，将校准数据引入得到介质表面的反射系数；步骤4：将测试得到的介质表面反射系数与理论值进行对比，得到介质材料电磁特性参数；利用矢量网络分析仪引入校准方法测量介质材料表面的反射系数，具体包括：测试状态一：用矢量网络分析仪测量无反射物时，透镜和喇叭天线的反射系数Γ0，则有：Γ0＝S11测试状态二：用矢量网络分析仪测量金属反射板垂直放置在测试参考面时，透镜和喇叭天线的反射系数为Γ1,则有：Γ1＝S11+S12·S21e2jφ+π其中，φ为透镜距测试参考面的距离d对应的电长度，j为虚数单位，π为圆周率；测试状态三：用矢量网络分析仪测量被测介质材料垂直放置在测试参考面时，透镜和喇叭天线的反射系数为Γ2，则有：Γ2＝S11+Γ·S12·S21e2jφ+π其中，Γ为被测介质材料表面的反射系数；基于三种状态测试得到的反射系数Γ0、Γ1、Γ2，计算得到被测介质材料表面的反射系数Γ：将测试得到的被测介质材料表面的反射系数Γ与平面波入射介质材料表面反射系数理论值进行比对，得到其介电常数的最优解εr，其中，S11为1端口的反射系数，S12为1端口到2端口的传输系数，S21为2端口到1端口的传输系数，S22为2端口的反射系数。