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原文传递一种薄片材料电磁参数测试装置及方法

专利名称：	一种薄片材料电磁参数测试装置及方法
摘要：	本发明提供一种薄片材料电磁参数测试装置及方法，属于微波测试技术领域。包括两个同轴转接头1、两段平行导体墙2、两段微带线3、共地连接块4、待测样品5、导带连接片6、柔性泡沫支撑块7、下压块8、弹簧顶针9、下压夹具10、立座11、两个移动平台12、两个凹槽17和底座13。所述两段微带线3分别与两个同轴转接头1相连，且共直线地位于两个等高的移动平台12上；所述待测样品5置于共地连接块4上方且共直线地位于两段微带线3之间；所述导带连接片6位于待测样品正上方。本发明提供的薄片材料电磁参数测试装置及方法能够实现待测样品的快速取放，能够在待测样品两侧执行TRL校准，减小了传统传输反射法测试系统的误差，提高了测试准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	成都恩驰微波科技有限公司
发明人：	张云鹏;李恩;李亚峰
专利状态：	有效
申请日期：	2017-11-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201711153883.X
公开号：	CN109813734A
分类号：	G01N23/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	611731 四川省成都市高新区(西区)西芯大道4号创新中心A108号
主权项：	1.一种薄片材料电磁参数测试装置，包括两个同轴转接头1、两段平行导体墙2、两段微带线3、共地连接块4、待测样品5、导带连接片6、柔性泡沫支撑块7、下压块8、弹簧顶针9、下压夹具10、立座11、两个移动平台12、两个凹槽17和底座13；所述两段微带线3分别与两个同轴转接头1相连，且共直线地位于两个等高的移动平台12上；所述待测样品5置于共地连接块4上方且共直线地位于两段微带线3之间；所述共地连接块4位于两个移动平台12的凹槽17内；所述导带连接片6位于待测样品正上方，可通过与下压夹具10连接的弹簧顶针9和其下方的下压块8下压后与微带线3紧密接触。 2.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述两段微带线3由低介电常数和低损耗的介质基板加工而成，基板上侧附有第一金属导带14，基板下侧附有金属接地层15；两段微带线与各自对应的两个移动平台12边缘对齐，且两段微带线可通过两个移动平台12的移动而相互靠近和分离。 3.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述平行导体墙2位于同轴转接头和微带线连接处的两侧。 4.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述共地连接块4为金属材质，长度比待测样品长度大4~5mm，宽度比凹槽17的宽度小1~2mm，且朝向凹槽的两端作倒角；共地连接块可随着两段微带线的靠近和分离而在两个移动平台12的凹槽内滑动，同时共地连接块4上表面与微带线的金属接地层15紧密接触。 5.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述凹槽17的深度介于共地连接块4长度的0.5~1倍之间。 6.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述导带连接片6为厚度0.127mm的罗杰斯5880柔性介质基板，长度比样品长度大4~8mm，宽度比微带线宽度小4~6mm，其朝向下压块的一面无金属附层，朝向待测样品的一面附有第二金属导带19，第二金属导带19与第一金属导带14上下对齐且宽度相等。 7.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述下压块8为由透波材料制作的“桌”形结构，其四个“桌腿”与导带连接片6的四个角连接固定，下压块8与导带连接片6之间填充有柔性泡沫支撑块7，柔性泡沫支撑块7具有和空气相当的电磁参数，厚度比下压块的“桌腿”高度大0.5~1mm。 8.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述微带线两侧具有凸墙16，两凸墙之间的距离等于下压块8的宽度20。 9.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述两个移动平台12的相对面开有两个销钉孔18，可插入销钉进行定位。 10.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述弹簧顶针9与固定在立座11上的下压夹具10相连，下压夹具可向下推动弹簧顶针9加压于下压块8下方的导带连接片6。 11.根据权利要求1所述的一种薄片材料电磁参数测试装置，其特征是，所述待测样品厚度与两段微带线厚度相同。 12.根据权利要求1至11任意一项所述装置进行薄片材料电磁参数测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将两个同轴转接头分别连接矢量网络分析仪的两个端口；步骤2：不放置待测样品与共地连接块，调节移动平台使两段微带线的相对面远离至8cm以上，进行开路校准；步骤3：不放置待测样品，共地连接块置于凹槽中，调节移动平台使两段微带线的相对面紧密接触，弹簧顶针下压下压块使第二金属导带和第一金属导带紧密贴合，进行直通校准；步骤4：不放置待测样品，共地连接块置于凹槽中，共地连接块上方放置与两侧微带线相同材质、厚度和宽度的，长为测试频段中心频率对应波长的0.25倍的空白基板，调节移动平台使两段微带线的相对面与空白基板两侧紧密接触，弹簧顶针下压下压块使第二金属导带和第一金属导带紧密贴合，进行传输线校准；步骤5：共地连接块置于凹槽中，放置待测样品于共地连接块上方，调节移动平台使两段微带线的相对面与待测样品两侧紧密接触，弹簧顶针下压下压块使第二金属导带和第一金属导带紧密贴合，测试并记录矢量网络分析仪端口回波损耗S11和传输损耗S21；步骤6：根据所测得的加载待测样品时的回波损耗及传输损耗，计算得到待测样品的电磁参数，其计算过程如下：待测样品构成了微带传输线，有如下方程： (1) (2) 其中： (3) 为微带线与待测样品分界面处的复反射系数，为电磁波通过长为l的待测样品的复传输系数，待测样品构成的微带传输线的复传播常数可写为： (4) 最后可得待测样品构成的微带传输线的等效电磁参数，： (5) (6) 其中为自由空间中的传播常数，有，为波长；根据微带线等效电磁参数与基板电磁参数的对应关系，可得到待测样品真实的电磁参数和： (7) (8) 其中h为待测样品厚度，w为第二金属导带的宽度；一旦测试频率确定后，由测量得到的回波损耗及传输损耗，根据公式(7)和(8)即可求解出待测样品的电磁参数，即相对复磁导率和相对复介电常数。
所属类别：	发明专利