谐振法测量介质损耗研究

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1、研究报告谐振法测量介质损耗研究姓名:学专业:班级:提交日期:成绩:谐振法测量介质损耗研究i录1•引言2.测试方法3.测量结果及分析4.结束语5•参考文献1.引言Bose提出了60GHz毫米波段可以用来无线通信[1],它具冇天线波束窄、分辩率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，并可以在人气中工作，是窄带、高频段通信的理想选择。近年來，该频率段在通信和传感器领域都有广泛的应用[2-3]o它工作在目而隐身技术所能对■抗的波段Z外，因此它能探测隐身H标，毫米波雷达特别适用于防空、地而作战和灵巧武器，已获得了各国的高度重视。在设计、使用毫米波系统时，准确

2、地知道其微波复介电常数是必需的。2.测试方法ElectricFieldLineMagneticFieldLine图1采用TEo2】模测量复介电常数和冇效廿电率的谐振器结构品质因数Q可以表示为：Qx=Pex{an^x+Zsx/Gx(I)式中：X=1或X=W分别指TEo2］或TEo2“，介质谐振器，乙是指导电板的表面阻抗。文献［11］给出了局部电能填充因子几和几何因子G的定义。根据该定义，在实你测量时，谐振频率.力和人仅冇微小差别，尽管假设二者相等，因此，可以得到：■=人，(2)tan§tan^H.这是一个计算含有顺电性离子的介质陶瓷land的

3、经验公式。农血阻抗乙

4、和ZJJ以得到：式中：x=l、叱“是导电板的磁导率，假定在力和/；工作频率处/是恒定的，从公式⑴-⑶可以推导得到:°=诃人0141/1-Qw^ewJw—一7^?G必页-G©打【anc)•彳彳04G几仃-久磕広Pci、G为:Pu=A'Gi=B/A式中：心+吩瀏辟，f2,=r/f旷・斤(")心何心©)-灯何°一加一丽川“)-％(讥(“)oc是真空中的光速，人K分别是第一类和第二类贝3・测量结果及分析本报告利用TE（）mi和TEomw介质谐振器的0值差，测量得到的有效导电率庆按照公式⑺,设计TE（）m波介质谐振器；而对

5、于TEt波介质谐振器，通过数值计算方法设计。经计算得到TE°2v波蓝宝石棒的尺寸、几何因了G和局部电能填充系数几。TEo汕和TEoJ^介质谐振器的两个导电板之间的间距分别为2.25mm和1.80mm。当介质棒是扁平的，电磁场主要集【11在下方导电板的表面，几并不完全取决于高度力，G和//的关系符合这种测量方法，因此，可以利用TE（m和TE（）叭介质谐振器品质因数0的不同，测量导电板的电导率庆表1利用蓝宝石的TEm波和TEg、波，测最60GHz铜块反射端的相对有效导电率①如眉叭、其中^XIO7S/m）moded(mm)h(mm)To(GHz

6、)QG(Q)e9tan8(X10-4)歼（％）TE()2I3.2072.25059.99887950.9059979.3990.57987.55TE（）2w4.5031.81059.68745010.9053999.3980.57887.56利用TE021和TEos1介质谐振器，测量两种多晶陶瓷Ba（Mg1/2W1/2）03和Mg2Al4Si5O18在60GHz和75GHz处的介电常数，同时ta2值可按公式（8）计算得到，测量结果如表2所示，激励源选用环形天线。表2多晶陶瓷Ba（Mg1/2W1/2）O3和Mg2Al4Si5OI8^电帘数测呆

7、结果:specimenmoded(mm)h(mm)./o(GHz)Q9£仙込（XI（T4）6(%)Ba(Mgi/2W1/2)O3TEon3.1262.25619.998329521.3991.57991.55TE0211.9982.25459.387320121.3802.07889.56TE03】1.5481.79874.998259521.3843.57987.55TEon10.5035.19619.68728454.3982.57892.46TE0214.2072.24858.99826954.3992.57692.58Mg^AUSi

8、sOisTEo3]5.5031.96074.00725014.3983.45888.564.结束语木报告提出了釆用介质谐振器法测量毫米波段介质的介电常数方法。釆用该方法成功测量了60GHz的蓝宝石晶体和多晶陶瓷介电常数。同时，研究发现，对于TE波，在亳米波段用介质波导很容易激励介质谐振器，进而测量介质的介电常数和有效导电率。参考文献[1]D.T・Emerson,“TheworkofJagadisChandraBose:100yearsofmillimeter-waveresearch^IEEETrans.MicrowaveTheoryTec

9、h.,vol.45,pp.2267-2273,Dec.1991.[1]H.Zheng.AModelof60GHzIndoorRadioChannel.Int.JournalInf