SJT 10142-1991 电介质材料微波复介电常数测试方法 同轴线终端开路法.pdf

中华人民共和国电子工业行业标淮
SJ/T10142~10143~-91
电介质微波复介电常数的测试方法
1991-04-02发布
1991-07-01实施
中华人民共和国机械电子工业部发布
中华人民共和国电子工业行业标准
电介质材料微波复介电常数测试方法
同轴线终端开路法
SJ/T10142-91
1主題内容与适用范
本标准规定了用同轴线终端开路法测试各向同性的固体、液体电介质材料的微波复介电
常数
本标准涉及的复介电常数由相对介电常数实部e和介质损耗角正切tan6,所表示
an
本标准规定的同轴线终端开路法采用终端开路的半刚性同轴传输线作为测试传感器。分
为谐振法和反射法。
本标准适用范?
a,谐振法
用于固体、液体电介质材料。
适用频卒范:4GHz~12GHz。
介电特性洇量范围:
8=4~80
an=0.1~1。
b.反射法
置用于固体、液体电介质材料。
适用频率范:0.1GHz~4GHz
介电特性测量范围
e=4~80
tan2=0.1~1。
2方法原理概要
采用终端开路的半性同轴传输线作为传感器,工作模式为TEM模,试样紧貼在祠轴传
输线终端。应用反射法或谐振法求解试样的复介电常数。
2.1诺谐振法
在半刚性同轴传输线传感器始端加置环状耦合装置,构成终端开路同轴谐振器,谐振模式
中华人民共和国机械电子工业部1991-04-02批准
1991-07-01实施
为TEM模(n为模数,即半刚性同轴传输线中半驻波个数)。依据放置试样前、后同轴谐振器谐
振類率∫、品质因数Q的变化与试样介电特性的关系,以及同轴谐振器开路端面边繄电容和辐
射电导的影响,计算被测试样的介电常数值和损耗角正切值。
扫颍信经定向耦合器主线、标准精密衰减器、反射定向網合器至终端开路同轴谐振器。
定向糊合器副线接谐撮式波长计,反射定向糊合器检汎终端同轴谐振器谐振信号。双踪示波器
分别显示同轴谐振器和波长计的谐振曲线,调节波长计测定同轴谐振器谐振颊率fo
借助标准精密衰减器、波长计测定同轴谐振器谐振曲线半功率点带宽△f,从而测定同轴
谐振器品质因数。
2.2反射法
试样紧贴在半刚性同轴传输线传感器的开路端面,根据传输线理论,试样对开路端画处边
缘场产生扰动,使反射系数产生变化,根据复反射系数与试样介电特性的关系,计算试样的介
电常数值和损耗角正切值
微波点頫信号经定向耦合器主线、标量网络分析仪至传感器。标量网络分析仪反射测试单
元经误差网络校正,然后将传感器开路端阗与介质试样面貼紧,测定试样的复反射系数。
2.3测试系统
2.3.T谐振法采用图1所示的汎试系统
扫号深
定向合器
高高器
普豪式被长器
双示波
检
怆波
试样
终开
问轴,银器
反射定向合
标准密衰
图
2.3.2反射法采用图2所示的测试系统。
波点信号谅
高
定向合
微波数字频率计
标量网络分析仅
离器
试
终增开路
同轴传线传
反射测试单元
图2
试验仪器、设各
3,1微波信号源
输出功率大于50mW,幅值稳定度优于0.046B/10min,点频信号源频率稳定度优
SJ/nT10142--91
于10-5/10min。
3.2隔离器
隔离比大于20dB;正、反向驻波比s小于1.05;频带宽度大于15%
3.3标准精密衰减器
使用范围:0~10GBy
精确度:0.02dB/10dB
3,4谐振式波长计
精确度:优于5×10
Q值:大于10000
3.5晶体检波器
工作范围内驻波比s小于1.3。
3.6双踪示波器
灵敏度优于0.5mV/div。
3.7波数字频率计
精确度:5×10-8。
3.8标武网络分析仪反射测试单元
复反射系数模值测量误差川≤1%,
复反射系数幅角测量误差平≤0.5%
3.9传感器
传感器由半刚性同轴传输线、PJ-7平接头、开路端面固定环构成。
谐振法测量时,在两个PJ-7平接头内增设环状耦合膜片
39.1半刚性同轴传输线
采用内、外导体间充填聚凹氟乙烯的半刚性同轴传输线,外观平直。
特性阻抗:Z=50士0.52。
3.9.2半刚性同轴传输线尺寸
谐振法测量时选用外导体直径为3.2mm的半刚性同轴传输线,传输线长度L由下式确
定
27………(2
式中:a--TEMa模模数,n=6~8y
一一谐振波长,cm。
反射法测量时,在0.1~0.2GHz范围内选用外导体为6.4mm的半刚性同轴传输线,在2
~4GHz范?内选用外导体直径为3.2mm的半刚性同轴传输线。半刚性同轴传输线长度10cm
左右。
3.9.3PJ]-7平接头
传感器始端由PJ-7平接头与半刚性同轴传檎线联接,谐振法测量时,使用两个PJ-7平接
头对接,其间夹賢环状耦合膜片。