一种微波介质材料介电常数的测量方法

作     者：朱明亮 李勃 郭云胜 ZHU Mingliang;LI Bo;GUO Yunsheng

作者机构：内蒙古科技大学理学院内蒙古包头014010 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 

出 版 物：《电子元件与材料》 (Electronic Components And Materials)

年 卷 期：2022年第41卷第3期

页      面：238-242,290页

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51862027,61675103) 内蒙古自然科学基金(2018JQ03) 

主　　题：介电常数 损耗 透射系数 波导 电磁谐振 

摘      要：介电常数和损耗是微波介质材料的重要参数。目前介电常数的测量方法比较多,但存在测试仪器昂贵、测量方法严格、样品制备苛刻等问题。在当今电磁商业软件十分强大的时代背景下,利用数值仿真详细研究了矩形波导中介质圆柱的谐振模态随自身介电常数和几何大小的变化规律,进而提出一种在矩形波导中直接放入待测样品,通过寻找样品的特征谐振峰得到介电常数的测量方法。研究结果表明,对于介电常数为2.5~100的介质材料,都可通过制备成直径为10 mm的圆柱样品放在BJ100波导中准确地测出其介电常数和损耗的大小。为证明方法的优越性,以氧化铝、滑石和其他陶瓷样品为例进行了实测,得到与第三方测试一致的结果。本文提出的方法简单、高效、便捷,能够对介质材料的广泛应用起到极大推动作用。