基于谐振环法的微波基材参数的测量技术研究

【摘要】微波基材现已广泛应用于微波通信、遥感等电子、通信系统。准确获知微波基材的复介电常数已成为材料工作者与微波电路设计者共同关心的问题。而目前市场上不同厂家或者同一厂家不同批次的微波介质基板的复介电常数却不大一致，这对于电子产品设计参数的设定以及调试、外购器材的验收、生产控制都有很大影响。因此快速便捷地检测微波介质基板材料的复介电常数是否一致显得极为重要。本文就是在此基础上开展了关于微波介质基板的复介电常数一致性测量技术的相关研究工作。本文首先根据微带谐振环的工作原理设计出了工作于2.4GHz的微带谐振环；为了实现低频段谐振环的小型化，本文利用了横向交指结构进行了1575MHz的微带谐振环的小型化设计，使有效尺寸减小了64%；接着，着重探索了基于微带谐振环法的复介电常数提取，运用仿真与实际测量相结合的方法，拟合得到基于谐振环法测试复介电常数的经验公式；组建了测试系统，设计了自动测试软件，测试结果表明该系统能够有效用于微波基材的复介电常数的一致性测量，实现了对不同批次的微波基材的一致性测试。最后在研究微波网络特征相位特点的基础上，探讨了特征相位与微波基材参数的关系，为将特征相位应用于基材参数测量奠定基础。本文共分六章。第一章介绍了复介电常数的主要测量方法，归纳为谐振法与非谐振法，分析了各自的特点。第二章，在阐述微带谐振环的工作原理基础上设计了一款工作于2.4GHz的微带谐振环,接着研究了横向交指结构的特点，并将横向交指结构应用于1575MHz的微带谐振环的小型化设计中，取得了明显的小型化效果。第三章主要研究了谐振环法复介电常数的提取方法，总结得到了频率偏移与介电常数之间的经验公式，分析了Q值与损耗角正切之间的关系，为基材参数的测量作了理论上的准备。第四章实现了复介电常数自动测试系统平台的搭建，对各模块的实现做了具体介绍。利用该测试系统分别对FR4、F4B材料进行了测试，对测试结果做出分析比较，验证了测试系统的有效性。第五章，首先介绍了有耗网络S参数的相角关系不等式，接着研究了特征相位与基材参数的关系，开发了的特征相位测试软件，得到了初步结果。最后一章，对本文工作做了总结，并对未来工作做出展望。
【作者】王娇；
【导师】刘学观；
【作者基本信息】苏州大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】微波基材；横向交指结构；自动测试系统；特征相位；复介电常数；

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