电介质材料射频电参数校准系统的组建

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1、2009年4月宇航计测技术Apr．，2009第29卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVo1．29．No．2文章编号：1000—7202(2009)02—0049—05中图分类号：TB937文献标识码：A电介质材料射频电参数校准系统的组建胡菊萍张关汉(信息产业部电子计量中心，北京100007)摘要在介绍电介质材料电参数测量方法的基础上，研究了电介质材料lMHz一1GHz射频电参数量值溯源和测量方案：采用自行研制谐振法校准装置和(射频I．V法和自动

2、平衡电桥法)商用仪器组建电介质材料射频电参数校准系统。介绍了系统基本原理，阐述了谐振法校准装置电极系统结构设计特点，分析了校准系统的测量不确定度。关键词介电材料介电常数测量谐振法SettinguptheCalibrationSystemofRFPermittivityf0rDielectricMaterialsHUJu--pingZHANGGuan-·han(ElectronicMeasurement&CalibrationCenterofMinistryofInformationIndustry，Be

3、ijing100007)AbstractThemeasurementmethodsabouttheelectricalparameterO±theDielectricMaterialsareintroduced．ThetraceabilityandmeasurementschemeofRadiofrequency(1MHz～1GHz)electricalpa·rameterfortheDielectricMaterialsarestudied．Thecalibrationsystemfromtheres

4、onantequipment(re-searchingandmanufacturingbyourselves)andcommercialequipments(radioI—Vmethodandautobalancedmethods)areset．Thebasicprincipleassociatedwiththesystem，thestructuredesignofitstestfixturefortheresonantequipmentaswellasthemeasurementuncertainty

5、analysisforthecalibrationsys—ternareintroduced．KeywordsDielectricMaterialDielectricconstantmeasurementResonantmethod1引言关键技术支撑作用。本文在介绍电介质电参数测量方法的基础上，研究了电介质材料射频电参数量值电介质材料广泛应用于无线通讯、雷达、电力工溯源和测量方案：采用自行研制谐振法校准装置和程、电子设备制造等领域。随着科技进步和相关产(射频I．V法和自动平衡电桥法)商用仪器组建电介业迅

6、速发展，需要人们不断开发各种新的电介质材质材料射频电参数校准系统。介绍该系统基本原料以提高系统性能。精确测量电介质材料的电参理、电参数计算公式，并阐述了谐振法校准装置电极数：复数相对介电常数的实数分量和损耗角正切系统结构设计特点。对校准系统测量结果及其不确tant~，对电介质材料研发及相关元器件的设计起到定度进行了简要分析。收稿日期：2008—07—03作者简介：胡菊萍(1968一)，女，高级工程师，主要从事无线电、电子元件阻抗参数测试及相关研究工作。·50·宇航计测技术2009正21MHz一1000M

7、Hz频段电介质材法、自动平衡电桥法、射频I-V法、谐振腔法、传输线法、自由空间法等。这里对各种测量方法的优料电参数测量方法介绍点、缺点及目前国内外动态情况进行比较，具体内电介质材料电参数主要测量方法有卜：谐振容见表1。表1方法优点缺点国内外动态①采用高技术(机内微机射频电流一电压交换)①缺乏绝对准确度的验证美国安捷伦公司采用，代表射频I—V法②自校准技术(四个标准件自校)②成本较高国外先进技术，工作频率为③操作简便，重现性好。③存在连接转换困难10MHz～1GHz①操作简便②工作频率下给值①需繁琐的数据

8、处理NIST，NIM曾经采用的校准谐振法③成本较低②方法，工作频率不大于70一般使用中准确度较低MH④严格的数据处理后可以较高准确度给值z自动平衡①自校准技术(两个标准件自校)①缺乏绝对准确度的验证美国安捷伦公司采用，工程电桥法②操作简便②不适合小损耗材料的损耗角上应用广泛，工作频率不大③准确度较高正切于40MHz①工作频率范围宽：0．2Hz～110GHz①成本较高传输线法②能得到连续的介电常数和介质损耗的②对样品加工准确度要求高美国NIS