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天线模型测量液体复介电常数
电子质量(2013第05期)
测试测量技术
天线模型测量液体复介电常数
Antenna Model for Measurement of the Dielectric Constants of Liquids
傅强之唐宗熙,占小武(电子科技大学电子工程学院,四川成都611731)
Fu Qiang-zhi, Tang Zong-xi, Zhan Xiao-wu(School of Electronic Engineering. University of Electronic
Science and Technology of China Sichuan Chengdu 611731
摘要:伴随着材料研究技术的进步,曾经很少使用的液体材料也逐渐得到重视。该文考虑到同轴探针
在液体中辐射的存在,建立了被测液体介电常数与端面反射系数之间的等效电路模型(天线模型),在理
论上推导了它们之间的函数关系。该文对处于不同温度下的多种液体材料进行了测量,并对测试结果
进行了分析。高介电常数材料去离子水在不同温度下的测试结果与cole-cole公式的计算结果对比表
明:可测试频率达2OCHz,复介电常数实部测试偏差和虚部测试偏差均不超过5%。中低介电常数材料
工业乙醇的测试结果表明:复介电常数的实部和虚部测试偏差均低于3%,测量精度高。
关键词:复介电常数;天线模型;终端开路同轴探针
中图分类号:0441.6
文献标识码:A
文章编号:1003-0107(2013)05-0001-05
Abstract: With the development of materials science and technology, liquid materials which were not put in
use have been increasingly arousing attention. Considering the radiation effects of an open-ended coaxial
probe which is in liquid, a new equivalent circuit model (antenna model)was established between the di-
electric constants of liquids and the end face reflection coefficient and the functional relation between the
two was deduced theoretically. In the paper, substantial types of liquids at distinct temperatures were con-
ducted and analyzed, and the test results of high dielectric constant materials, such as deionized water, at
different temperatures together with Calculation results using the Cole-cole formula were comparatively
analyzed. The test result shows that the test frequency was up to 20GHZ. The test errors of both real part
test and imaginary part test of complex dielectric constant were below 3%, which indicated that the preci
sion of the test was extremely high
Key words: complex permittivity antenna model, terminal open-ended coaxial probe
CLC number: 0441.6
Document code: A
Article ID:1003-0107(2013)05-0001-05
0引言
不同,可以采用不同的测试方法和测试系统进行测量。
当今世界,一个国家的技术水平和经济水平很大程根据各种不同材料情况的具体测试要求,有种类繁多的
度是体现在材料技术的发展水平上的。电子材料是整个
测试方法可供选择。对于微波频率下的材料,主要的测
电子科学领域的核心和基础,不仅很多电子器件产品的试方法有谐振法和传输法。
性能优化直接依赖于材料科学的进步,而且新型电子材
本文采用传输法建立了被测液体介电常数与端面
料的研发直接促进电子行业和电子器件的发展。电子材反射系数之间的等效电路模型(天线模型り,理论推导了
料包含固体材料和液体材料,随着科技的进步,以前不它们之间的函数关系。本文对不同温度的多种液体进行
曾使用的液体材料也逐渐得到重视。关于液体材料的研了测量和详细分析。高介电常数材料去离子水不同温度
究也越来越多。介电常数是电子材料最重要的特性参
(20、25、35℃的测试结果与cole-cole公式的计算结果进
数,不同介电常数的材料,其应用范围也不同,为了更好行了对比分析表明,测试频率达20GHz,复介电常数实
地引导这些研究,也为了确定材料的应用范围,就必须部测试偏差和虚部测试偏差均不超过5%。中低介电常
要对材料的介电常数进行精确的测量?,对于不同频率数的材料工业乙醇的测试结果表明,其复介电常数的实
下的介质材料,根据物理状态、结构尺寸和电气特性的部和虚部测试偏差均低于3%,测量精度高。
作者简介:傳强之(1987-),男,硕土研究生,研究方向为微波毫米波电路。