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1、微波介质陶瓷器件与测量技术熊兆贤等微波介质陶瓷器件与测技术,,,,,,,,,,,’,,熊兆贤肖芬薛昊邱虹郑建森张冲林昌健厦门大学材料系,厦门厦门大学物理系,厦门厦门大学化学系,厦门摘要利用平行板法测量微波陶瓷介质谐振器的原理,开发成功徽波介质陶瓷介电性能的自动测蚤系统,其具、,有自动校准程序自动搜索判别正确谐振峰和处理存储数据结果以及测试界面友好直观等优点并采用两种不同方法,完善系统的自动化测量精度,实现微波陶瓷的精对平行金属板导电率进行标定确和自动测量在实验工作中不仅采用传统的固相反应法,还采用凝胶浇注技术成型复杂形状的微波陶瓷器件和而且利用共沉
2、淀和水热合成等溶液反应技术利,用流延成型技术制备大尺寸微波集成陶瓷基板研制成功高电容率和品质因子并接近于零的谐振频率温度系数的系,、、、列化微波介质陶瓷开发成功多种微波介质元器件包括介质谐振器介质滤波器天线通信电缆滤波接头和微。波集成基板等关扭词微波测量微波器件介质滤波器天线微波电容器村刃。,,,,’,,,’,川,,,自叭,,,,,,,明,,示而,一,一一,,,,,,闪甲,,,,,简写为受到越来越多的研究卜。多层片引言式化微波元件是适应微型化的重要方式,多层片式结构需要微波介质陶瓷的介电性能主要包括个参数相对电容微波介质材料能与高电导率的金属电极共
3、烧。而从降低成、、,、,率介质损耗谐振频率温度系数测量时通常将该材料制作本减小能耗的角度考虑希望微波介质材料能与廉价的,。’一,。成圆柱型介质谐振器采用平行板谐振法进行检测闷本文等贱金属共烧一般共烧温度在℃以下,“为了提高测试可靠性和精度性在提高系统自动化程度同本文报道了我们课题组承担的国家计划项目新型,,”。时特别增添具有自动搜索判别正确谐振峰的功能采用两微波介质陶瓷材料与元件的研制的主要科研内容种不同的方法对平行金属板导电率进行标定,完善微波陶瓷,测原理材料的自动测试系统可实现对微波陶瓷材料介电性能进行。,短路型平行板法的介质谐振公式快速准确的
4、自动测试随着无线通信技术的快速发展,应用于射频电路的国内外首选的短路型平行板法是指由两端短路的介。,质传输线转变而来的圆柱型介质谐振器作为测量样品介质滤波器件得到更加重视为了满足微波技术的发展需要。具有高电容率、低介电损耗高品质因子、小谐振频率温度图系数和价格便宜等特点的微波介质陶瓷归其谐振模耐和万‘特征方程如下国家计资助项目福建省重点科技项目,,,,从事功能陶瓷教学和科一熊兆贤男年生博士教授研工作·材料导报年月第卷第期。·。·,二一凡‘’“‘”“,‘,,“软件的计算机等图贵贵自动化测试程序的实现·一平行板自动化测试程序采用接口卡实现式中凡‘,品与
5、计算机之间的通信,利用提供的控件完成程序架构,呱‘,一最后应用内置的函数库实现对测试结果的。分析和处理整个全自动测试程序主要模块包括用户登录粼模块、仪器控制模块、数据采集模块、样品测试模块、计算分“一一歹、。警润了签杯百析模块判别搜索模块以及测试结果保存模块程序的流程,。如图所示程序显示界面如图所示一一晋诉了臀丫二嚼了开始‘一一誉讶瓮而一棍令用户登录会一舒一普,”,,初始化网络,。其中几是第一类贝塞尔函数叫是第二类汉克尔函怡入样品信息分析仪和数,。,。,人。据记录表格数是自由空间光速是介质波导波长是自由空间波长。当人,。司户时介质谐振器发生谐振夕介
6、质样品以二习显示侧读取一一尸数据六甲、改变颇率范围调用计最程序一一计算侧结果并作相应存储平行导电板圈短路型平行介质谐振器,砚】比翔。加初曰习川短路型平行板法的硬件组成一刀微波陶瓷的介电性能基于介质谐振腔法采用矢量网络分析仪美国型测量价,其中打印侧保存侧,数据表格数据表格谐振频率温度系数勺在一℃之间测量计算公式为儿讥勺二一石兀兀。式中汤和五分别是温度和孔时的谐振频率圈测试程序的流程圈一翻始州整个操作界面由个输人框、个控制按钮和个谐。振模式谐振峰显示框组成操作人员只需将待测样品放人两,,平行金属板间夹好在输人框输人样品的直径和厚度“”,程点击开始按钮序
7、就会自动控制网络分析仪按设定,。的程序开始运作直至最终打印出测试结果程序首先在频率低端搜寻谐振峰,通常,谐振峰为第二最低系统的实物服片次模,找到之后,读取该谐振峰的带宽数据,并代人,耐到始计算求解模块进行计算得到待测样品在该频点的相对电。该系统硬件主要由以下几部分组成刘矢容率和正切损耗根据计算得到的相对电容率和样品尺寸、、,,量网络分析仪接口卡平行板测估计其它高次模的谐振频率并在相应的频段进行搜索、、,试夹具带藕合环的半刚性电缆高低温箱和安装自动测试读取测试数据及计算求解再逐一显示在相应模式的谐振微波介质陶瓷器件与刚量技术熊兆贤等,,因,,峰显示框
8、中由于模式越高谐振峰越弱此只要出现电板对无载影响不同有户认由于块样品值个以上的谐振峰,程序自动判定基模搜索正确,测量相同,