專利名稱：微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)測(cè)試傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微波測(cè)量領(lǐng)域。
目前用于測(cè)量微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)的傳感器，主要有帶狀線測(cè)試傳感器(見(jiàn)圖3)和非損傷測(cè)試傳感器(見(jiàn)圖4)。
對(duì)于帶狀線測(cè)試傳感器，在美國(guó)MIL－P－13949F標(biāo)準(zhǔn)和ASTM D3380標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法中已被采用。它的主要優(yōu)點(diǎn)是介電常數(shù)εr′的測(cè)試準(zhǔn)確度較高，而其主要缺點(diǎn)是由于傳感器中的同軸線中心導(dǎo)體與帶狀線交界處的不連續(xù)性而產(chǎn)生雜模的影響(見(jiàn)圖3)，使測(cè)試εr′的范圍極窄，即εr′＝2.0～2.7。并且測(cè)試介質(zhì)基片材料品種較少，只能測(cè)試軟材料，不能測(cè)試硬材料。同時(shí)被測(cè)樣品制作復(fù)雜，而且不能進(jìn)行非損傷測(cè)試。
對(duì)于非損傷測(cè)試傳感器，已有多種結(jié)構(gòu)，它們分別為矩形或園波導(dǎo)傳感器(見(jiàn)圖4a)、同軸線傳感器(見(jiàn)圖4b)、矩形腔傳感器(見(jiàn)圖4c)、同軸腔傳感器(見(jiàn)圖4d)，這一類傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是能對(duì)單面敷銅和雙面未敷銅的樣品進(jìn)行非損傷測(cè)試，其缺點(diǎn)是由于實(shí)際的介質(zhì)基片和金屬板不能滿足理想模型為無(wú)窮大的要求，因此在基片的邊緣處出現(xiàn)了不連續(xù)性，引起了場(chǎng)的反射和輻射，使得場(chǎng)結(jié)構(gòu)與理想模型產(chǎn)生了偏差，影響了測(cè)試復(fù)介電常數(shù)的準(zhǔn)確度。
本實(shí)用新型的目的是研制一種測(cè)試準(zhǔn)確度高、測(cè)試范圍廣、使用方便的測(cè)試微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)的非損傷測(cè)試傳感器－微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)測(cè)試傳感器。
本實(shí)用新型是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，見(jiàn)(圖1)，把兩片同種材料、同樣尺寸大小的介質(zhì)基片(3)重迭起來(lái)，在它的中間放置一根直的、均勻的薄的諧振金屬導(dǎo)帶(2)，其長(zhǎng)度與介質(zhì)基片(3)兩端平齊，在兩介質(zhì)基片的外面有兩塊與介質(zhì)基片(3)平齊的金屬接地板(4)，以形成諧振器［介質(zhì)基片(3)可以自帶單面敷銅或另加薄的金屬片作為接地板，這時(shí)原有的接地板(4)為支撐板］。通過(guò)夾塊(5)對(duì)諧振器施加壓力，以排除空氣隙。
在諧振器兩端加上與諧振器的中心諧振金屬導(dǎo)帶(2)基本保持在一條直線上的同軸線(1)，通過(guò)空氣隙與諧振器進(jìn)行耦合，并且根據(jù)被測(cè)介質(zhì)基片(2)的尺寸和耦合量大小，可進(jìn)行三維調(diào)整，這樣就構(gòu)成了微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)測(cè)試傳感器。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)入射波激勵(lì)諧振器時(shí)，在耦合處沒(méi)有出現(xiàn)象MIL－P－13949F標(biāo)準(zhǔn)和ASTM D3380標(biāo)準(zhǔn)采用的帶狀線傳感器，在同軸線與帶狀線交界處的不連續(xù)性，仰制了在εr增大時(shí)出現(xiàn)雜模，使得εr的可測(cè)范圍大幅度的增加到 2～25。不僅能測(cè)試軟的介質(zhì)基片，而且還可以測(cè)試硬的介質(zhì)基片，同時(shí)測(cè)試電路簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，使用方便、便于大規(guī)模的工業(yè)測(cè)試使用。同時(shí)，還可以在很寬的頻率范圍內(nèi)的許多分離的頻率點(diǎn)上，對(duì)介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)試，考察其頻率特性。


圖1是微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)測(cè)試傳感器。其中(1)－同軸線，(2)－諧振金屬導(dǎo)帶，(3)－介質(zhì)基片，(4)－金屬接地板，(5)－夾塊，(6)－加壓裝置。
圖2是本測(cè)試傳感器諧振器電路圖其中(2)－諧振金屬導(dǎo)帶，(3)－介質(zhì)基片圖3是MIL－P－13949F和ASTM D3380標(biāo)準(zhǔn)諧振器電路圖。其中(1)－同軸線，(2)－諧振金屬導(dǎo)帶，(3)－介質(zhì)基片，(7)－引帶。
圖4是非損傷測(cè)試傳感器。
(圖a)是矩形或園波導(dǎo)傳感器。
其中(8)－矩形或園波導(dǎo)，(9)－金屬板，(3)－介質(zhì)基片。
(圖b)是同軸線傳感器。
其中(10)－同軸線，(9)－金屬板，(3)－介質(zhì)基片。
(圖c)是矩形腔傳感器。
其中(11)－矩形腔，(9)－金屬板，(3)－介質(zhì)基片。
(圖d)是同軸腔傳感器。
其中(12)－同軸腔，(9)－金屬板，(3)－介質(zhì)基片。
結(jié)合
實(shí)施例將夾塊(5)做成70×30×30的鋼塊，接地板(4)做成50×30×5的銅板，被測(cè)試的介質(zhì)基片(3)尺寸為50×30×1，諧振金屬導(dǎo)帶用銅箔材料，其尺寸為50×2×0.18，將它們按圖1所示組合起來(lái)放入可調(diào)動(dòng)的夾具中，通過(guò)夾塊(5)對(duì)諧振器施加壓力，以排除空氣隙，在諧振器兩端加上同軸線(1)即組成本測(cè)試傳感器。
測(cè)試的過(guò)程是微波信號(hào)通過(guò)同軸線(1)去激勵(lì)諧振器，當(dāng)諧振器發(fā)生諧振時(shí)，從外加的頻率計(jì)，衰減器可以測(cè)出諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)，考慮諧振器的結(jié)構(gòu)尺寸，就可算出介質(zhì)基片的復(fù)介電常數(shù)。
權(quán)利要求1.微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)測(cè)試傳感器，它是由被測(cè)介質(zhì)基片，諧振金屬導(dǎo)帶、金屬接地板所形成的諧振器與同軸線和加壓裝置組合構(gòu)成，其特征是(1)諧振金屬導(dǎo)帶置于兩塊被測(cè)介質(zhì)基片的正中。(2)同軸線通過(guò)空氣隙與諧振器耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于被測(cè)介質(zhì)基片是同種材料、同樣尺寸大小的矩形介質(zhì)基片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于被測(cè)介質(zhì)基片與諧振金屬導(dǎo)帶和接地板的長(zhǎng)度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于置于兩塊被測(cè)介質(zhì)基片正中的諧振金屬導(dǎo)帶是均勻的、薄的金屬直帶，可以與被測(cè)介質(zhì)基片分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于同軸線中心導(dǎo)體與諧振金屬導(dǎo)帶基本保持在一條直線上。
專利摘要一種微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)測(cè)試傳感器，是由兩片同種材料、同樣大小的被測(cè)介質(zhì)基片、一根直的諧振金屬導(dǎo)帶、兩塊金屬接地板、以及在中心諧振金屬導(dǎo)帶兩端對(duì)稱地放置有兩根輸入和輸出同軸線組成。本測(cè)試傳感器的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)寬范圍的、寬頻帶的、迅速準(zhǔn)確的非損傷測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R27/26GK2062457SQ8921306
公開(kāi)日1990年9月19日 申請(qǐng)日期1989年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月12日
發(fā)明者唐宗熙, 張其劭, 李功孝, 陳玲, 樊勇 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)