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红外技术 1997年第4期19卷 27-30,12页

作者：程开芳苏培超昆明物理研究所

报道了ＨｇＣｄＴｅ光导探测器光电参数随温度变化的关系，重点描述了光谱响应变温测试，给出ＨｇＣｄＴｅ器件从液氮到室温之间若干个不同温度点测试的光谱响应曲线及器件变温测试的性能参数对照表，并与经验公式计算结果进行对比。

关键词：红外探测器变温测试碲镉汞

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圆柱腔微扰法复介电常数变温测试技术研究

圆柱腔微扰法复介电常数变温测试技术研究

作者：张婧电子科技大学

学位级别：硕士

微波介质材料普遍应用于军事、航空航天设备以及医学器件等各个高端前沿领域,其在军事技术上的优势表现得更加显著,尤其是在电子对抗技术领域的巨大需求,也更加促进微波介质材料技术研究的进步和发展。电磁参数是表征材料介电性能的重... 详细信息

微波介质材料普遍应用于军事、航空航天设备以及医学器件等各个高端前沿领域,其在军事技术上的优势表现得更加显著,尤其是在电子对抗技术领域的巨大需求,也更加促进微波介质材料技术研究的进步和发展。电磁参数是表征材料介电性能的重要依据,因而精确地测量出所需微波材料的电磁特性参数就显得尤为重要。在本文中,我们分析了当前介电材料测试方法在国内外的发展,列举了不同的介质参数测试原理,基于各种测试方法自身的优缺点以及本系统的测试要求,最终选择圆柱谐振腔微扰法来进行材料介电常数的测试,并设计了一个能工作在1GHz的0n0TM模式的圆柱谐振腔,搭建了一套能实现常温00℃的复介电常数变温测试系统,在测试过程中,发现样品、腔体以及样品导向杆和刚玉管之间不能达到理想的完全贴合,中间的空气缝隙会影响到测试结果的准确性,因此根据圆坐标系中的波动方程同时结合场边界条件推导出多层介质加载样品的特征方程,并使用MATLAB编写了相应的算法,对加载样品和测试夹具之间的缝隙进行修正,从而保证了测试结果的准确性。使用USB总线数据采集卡,编写相应的程控代码对气动装置开关进行控制,实现了测试系统的自动控制。当样品被加热到所需温度后,快速移动装置会将样品迅速送到样品测试区域进行测量,为了保证测试时样品温度的稳定性,确保所需温度下样品测试的精确度,就要求当样品被送至谐振腔后矢量网络分析仪(以下简称矢网)必须在几秒钟内快速测得样品的谐振频率和品质因数,即系统能实现样品的快速实时测试。因此本文软件中矢网控制部分加入了单次触发矢网的控制程序,外部硬件部分通过感应开关以及触发分压电路连接矢网的触发接口,当样品被送至谐振腔内的同时,光电传感器感应到此信号,然后通过触发分压电路使矢网实时接收到相应的触发信号并开始测量,以此实现对矢网的单次触发,从而达到对样品快速测试的目的,最后完成整个变温测试系统的介电性能快速自动测试。利用本文所搭建的测试系统完成了对石英样品的高温复介电常数测试,根据测试误差理论对相应的测试结果进行分析,并找出相应的误差来源,同时也给出了介电常数和损耗角正切的误差公式。本系统的最终测试指标:测试温度:常温00℃测试频率:1GHz测试范围:介电常数损耗角正切测试误差:室温:高温

关键词：圆柱谐振腔变温测试复介电常数多层介质

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磁性薄膜电磁参数的变温测试技术研究

磁性薄膜电磁参数的变温测试技术研究

作者：赵超电子科技大学

学位级别：硕士

随着电子信息工业的蓬勃发展,磁性薄膜这种强磁性材料得到了越来越广泛的应用,其应用环境也越来越复杂。因此对于磁性薄膜电磁参数的测量,尤其是其复磁导率的测量一直是国内外研究的热点。然而磁性薄膜的厚度为微米级或纳米级,这会给测... 详细信息

随着电子信息工业的蓬勃发展,磁性薄膜这种强磁性材料得到了越来越广泛的应用,其应用环境也越来越复杂。因此对于磁性薄膜电磁参数的测量,尤其是其复磁导率的测量一直是国内外研究的热点。然而磁性薄膜的厚度为微米级或纳米级,这会给测试精度和灵敏度带来很大的困难。广泛的应用带来了更多的测试要求,如更宽的测试频带和在多个温度下的测试,所以如何在变温环境下准确的测量出磁性薄膜的电磁参数有着重要的意义。本文采用传输线微扰法,首先分别对磁性薄膜的复介电常数和复磁导率建立起了测试模型,并对其计算公式进行了推导。然后利用电磁仿真软件HFSS设计了测试夹具,并对其性能进行了评估。测试夹具确定了之后,研制了配套的变温系统,高温加热系统用来实现室温到100℃的高温环境,低温制冷系统用来实现-50℃到室温的低温环境。基于VC++软件编写了实验所需的测试软件,大大简化了实验操作和数据处理的繁复性,并详细介绍了软件的各个界面和实验操作步骤。本实验中的磁性薄膜都覆在0.5mm×5mm×15mm的硅基板上,厚度均为几百纳米。利用本文所研制的测试系统对几个规格的样品进行了常温测试和变温测试,分析了测试结果的精确度和稳定性,并对磁性薄膜材料的电磁参数的温度特性进行了分析。最后,对测试结果进行了误差分析,并且对整个测试系统提出了几点需要继续改进的工作。本文在测试夹具上做了独特设计,提高了系统的测试带宽(50MHz2GHz)。设计了短路微带线来测试磁性薄膜材料的复磁导率,并提出了用终端开路的微带线来测试磁性薄膜的复介电常数。成功的研制出了用于测试磁性薄膜材料电磁参数的变温系统。测试结果表明,整套测试系统具有足够的稳定性和精确度,完全能够满足磁性薄膜材料的变温测试需求。

关键词：磁性薄膜电磁参数变温测试传输线理论

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弓形法对吸波材料反射率的变温测试研究

弓形法对吸波材料反射率的变温测试研究

作者：李元奇电子科技大学

学位级别：硕士

现今,随着隐身技术的发展和人们对电磁辐射防范意识的增强,吸波材料已经被越来越广泛的应用于各种军事和民用领域,在应用吸波材料之前,必须获知其吸波性能的优劣。反射率是衡量吸波材料吸波性能的重要参数,当环境温度、入射波频率和入... 详细信息

现今,随着隐身技术的发展和人们对电磁辐射防范意识的增强,吸波材料已经被越来越广泛的应用于各种军事和民用领域,在应用吸波材料之前,必须获知其吸波性能的优劣。反射率是衡量吸波材料吸波性能的重要参数,当环境温度、入射波频率和入射角发生变化时,吸波材料的反射率也会发生变化。因此,在吸波材料的工作频率范围内,对不同入射角情况下的反射率进行变温测试是非常必要的。本文根据吸波材料反射率弓形法的测量原理,设计并制作了一种新颖的7字形支架,分析了采用7字形弓形架后的微波传输情况,比较了7字形弓形架和传统弓形架,得出本文研制的7字形弓形架具有成本低、角度控制精确、使用方便等优点;为实现吸波材料反射率的变温测试,本文设计并制作了测试系统所需的加热平台和温度控制系统,该温度控制系统可设置加热平台的温度,并采集吸波材料的温度;本文组建了吸波材料反射率宽频变温测试系统,测量了吸波材料样品,比较和分析了实际测量结果,最后论文对测试系统进行了定性的误差分析。本文所研制的吸波材料反射率变温测试系统的具体指标为: 测试频率:2～40GHz（分两段实现）;测试温度:室温~800°C;测试入射角范围:0~60°。利用本文组建的测试系统,对吸波材料样品进行了变温测试,测试结果表明: 本系统的测试结果比较准确,且该系统测试的稳定性和重复性较好。

关键词：吸波材料反射率 7字形弓形架温控加热系统变温测试

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含能材料微波性能变温测试技术研究

含能材料微波性能变温测试技术研究

作者：唐狳茺电子科技大学

学位级别：硕士

由于烟花爆竹的材料特性和安全管理上的疏忽,近年来由此引发的安全事故时有发生,造成了重大的人身和财产损失。因此,烟花爆竹及其他含能材料的状态检测是含能材料生产、储存、运输和应用领域的热点问题。通常,温度变化对于含能材料的状... 详细信息

由于烟花爆竹的材料特性和安全管理上的疏忽,近年来由此引发的安全事故时有发生,造成了重大的人身和财产损失。因此,烟花爆竹及其他含能材料的状态检测是含能材料生产、储存、运输和应用领域的热点问题。通常,温度变化对于含能材料的状态有重要影响,温度的累积可以直接引起含能材料燃烧甚至爆炸。介电常数是用来表征材料与电磁波相互作用的参量,该参数的在微波频段的获取方法不仅多且快捷方便,因此,可以通过对含能材料的介电性能监测来对含能材料的实时状态进行监控。基于上述背景,本文提出了一种变温条件下含能材料介电性能的测试方法,为测试变温条件下含能材料的状态提供了重要的理论支持。基于构建的测试系统,得到了典型黑火药材料的介电常数随温度变化的规律。首先通过理论推导和HFSS仿真分析验证了微扰法对含能材料微波参数分析的可行性,并设计实验进行了进一步的验证。再设计高温同轴谐振腔实现变温下含能材料微波参数的测量,并最终得到含能材料介电常数和损耗角正切随温度变化的曲线,并对加热至不同温度下的含能材料分析,得到了其随温度变化的规律。由于升温会导致含能材料的密度变化,而密度的变化也会导致含能材料的微波性能的变化,为此设计了含能材料微波参数随密度变化的测量装置,并进行测量,再将温度变化和密度变化两个因素引起的含能材料微波参数变化进行综合分析,最终证明了在升温的过程中,温度变化引起的含能材料微波参数的变化占主导因素。为了观测含能材料的爆炸动态,设计了瞬态测试装置,将含能材料瞬态的变化进行了记录并分析了其整个的变化过程。最终通过计算实现了微秒级爆炸动态检测,为后续实时控制含能材料的变化做以铺垫。

关键词：含能材料介电常数微扰法贴片天线变温测试

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微波材料介电常数变温测试技术研究

微波材料介电常数变温测试技术研究

作者：周舒电子科技大学

学位级别：硕士

微波技术的飞速发展,对天线、微波元器件的要求在航空、航天、通讯技术与信息技术等高科技领域随之提高,从而也催生了微波材料在这些领域中的广泛应用,研究微波材料也有越来越重要的意义和实用价值;另外电磁波传播时需要介质,其在介质... 详细信息

微波技术的飞速发展,对天线、微波元器件的要求在航空、航天、通讯技术与信息技术等高科技领域随之提高,从而也催生了微波材料在这些领域中的广泛应用,研究微波材料也有越来越重要的意义和实用价值;另外电磁波传播时需要介质,其在介质中的传播以及与介质的相互作用完全由介质的介电常数决定,因此必须通过测试了解各种微波材料的介电常数,而且在雷达隐身、各种飞行器机体、微波元器件及准光学元件、微波与毫米波集成电路底板等大量应用微波材料的领域,准确的材料介电常数及宽频带特性数据在设计对象的研究与设计上起着至关重要的作用。目前市场上绝大部分微波材料生产商都无法提供准确的微波材料的介电常数,并且工作环境温度会随着微波器件上工作功率的提高而上升,这时候就需要得到随温度变化的微波材料介电常数,因此提出了微波材料介电常数变温测试技术。本文采用同轴传输线为测量装置,以传输反射参数法为基础理论。首先通过提取CST仿真数据,利用MATLAB编程对已知介电常数的材料在室温下进行验证,其次根据ANSYS热分析仿真温度分布云图,研制同轴隔热装置,使热量在传到矢量网络分析仪端口时温度降到矢网端口的工作温度范围(-20℃0℃),最后通过矢量网络分析仪测出室温00℃、频率18GHz范围内微波材料的S参数,利用MATLAB编程计算出介电常数在不同温度的值,从而得到不同材料介电常数随温度变化的规律。本文在传统传输反射参数法的基础上,研制一套变温测试系统来实现变温测量,特别是能完成对粉末材料的测量,其中涉及到温度控制、校准和隔热等问题。通过理论计算,仿真测量,数据验证,最终完成同轴变温测试装置的设计,利用此装置测量微波材料,得到准确的微波材料随温度和频率变化的介电常数,对于设计各种微波元器件和光学元件有着重要的作用。

关键词：介电常数传输反射法变温测试同轴传输线

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吸波材料反射率变温测试系统的研制

吸波材料反射率变温测试系统的研制

作者：魏天锋华中科技大学

学位级别：硕士

吸波材料在民用及军事应用方面有着广泛的用途。吸波材料的宏观评价指标是其特性参数—吸波材料的反射率。因此在研究吸波材料时有必要对吸波材料的复介电常数、复磁导率以及材料的反射率等参数进行全面的考察研究,这些材料在实际应用时... 详细信息

吸波材料在民用及军事应用方面有着广泛的用途。吸波材料的宏观评价指标是其特性参数—吸波材料的反射率。因此在研究吸波材料时有必要对吸波材料的复介电常数、复磁导率以及材料的反射率等参数进行全面的考察研究,这些材料在实际应用时,可能会工作在不同的温度下,因而需要对吸波材料的特性参数进行变温测试,以全面了解材料的温度特性进而指导耐高温吸波材料的研究。本文主要工作是搭建吸波材料变温测试系统平台。本文首先分析比较三代不同温控仪的硬件设计架构,在此基础上提出了采用SOC（System On Chip）数据采集系统级芯片ADuC834来设计高精度温控仪,并对几种温度控制算法进行了筛选,最后决定采用比较流行的模糊控制算法来进行设计。本文详细介绍了温度模糊控制理论的基本原理以及模糊控制器设计的基本方法,以功能模块为单位对系统硬件进行了详细介绍,尤其对于模拟前端的RTD传感器电路及功率输出电路进行精心而周密的设计。为了提高系统的测量精度,对于温度传感器RTD采用软件算法进行了线形化处理。在进行系统软件设计时,引入了工业级嵌入式实时操作系统RTX51TNY,它是KEIL公司开发的用于8051系列单片机的多任务实时操作系统,设计时将系统任务分成几个独立的任务模块由RTX51TNY系统按照各个任务预先设定的优先级别统一调度、管理。采用这种软件架构不仅简化了系统设计而且大大提高了系统的稳定性和可靠性,且实时性能也有很大改善。对于恒温系统,保温设计是非常关键的一环,由于吸波材料样品的测试有特殊要求,恒温箱的设计采用了可拆卸的分体式设计。最后对高精度温控系统进行了实际恒温测试,并选取了三组吸波材料样品进行了实际的变温测试,结果证明该系统设计方案完全能满足预先规定的设计精度要求以及其它相关的功能设计要求。

关键词：吸波材料变温测试 ADuC834 模糊控制恒温箱

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终端短路法材料介电性能变温测试技术研究

终端短路法材料介电性能变温测试技术研究

作者：何山电子科技大学

学位级别：硕士

在航天航空、军事、医疗等众多领域中,微波材料的应用随处可见。一般来说,大部分的微波材料只要求在常温环境下完成工作即可。然而,当处于几百度甚至上千度的工作环境中时,微波材料的复介电常数会随着温度变化呈现非线性变化,如果不能... 详细信息

在航天航空、军事、医疗等众多领域中,微波材料的应用随处可见。一般来说,大部分的微波材料只要求在常温环境下完成工作即可。然而,当处于几百度甚至上千度的工作环境中时,微波材料的复介电常数会随着温度变化呈现非线性变化,如果不能准确了解这些材料的性能,正确地使用微波材料,这将会对微波材料设备产生不可估量的影响。因此,建立一套材料介电性能变温测试系统,准确测试不同微波材料在不同温度及不同频率下的介电性能变化,为微波材料设备的生产提供数据参考,具有非常重要的价值。本文以经典的终端短路法测试理论为基础,对传统的终端短路法测试结构进行了改进创新。其中主要体现在两个方面：第一,高方向性定向耦合器的加入,简化了方向性误差校准,同时保证了测试精度。第二,在结构中加入波导开关,利用响应校准,可以起到实时校准的作用,特别是在本测试系统中,可大大提高测试实验的重复性。本文设计制作了本测试结构中所需的同轴-矩形波导模式转换器、定向耦合器、高温波导等微波器件,完成测试系统组建。以测试系统为核心,对真空装置、感应加热装置、水冷机、温控设备等各子系统进行联调工作,完成材料介电性能变温测试系统的搭建。在频率15 GHz附近利用自动化测试软件实现了室温～1200℃微波材料介电常数的变温测试。根据测试结果分析,本变温测试系统达到了如下技术指标：测试频率：15 GHz及附近频点(Ku Band)测试温度：常温～1200℃测试范围：室温：εr’=1.0～12 tanδε=0.001～0.11200℃:εr=1.0～12 tanδε=0.005～0.1误差范围：室温：|Δεr’/εr’|≤5% |Δtan δε/tanδε|≤14% tan δε+0.001 1200℃:|Δεr’/εr’|≤10% |Δtan δε/tanδε|≤28% tanδε+0.002

关键词：微波材料变温测试终端短路法复介电常数

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平板介质材料复介电常数单反射法变温测试

平板介质材料复介电常数单反射法变温测试

作者：唐晓明电子科技大学

学位级别：硕士

微波介质材料如今已被广泛应用于雷达、通信、微波遥感遥测、制导等各个领域。众所周知,飞行器和制导武器在高速飞行时,它们的介质天线罩等部位与空气摩擦,经气动加热,其表面温度波动剧烈,温度从负几百摄氏度到几千摄氏度不等。那么,天... 详细信息

微波介质材料如今已被广泛应用于雷达、通信、微波遥感遥测、制导等各个领域。众所周知,飞行器和制导武器在高速飞行时,它们的介质天线罩等部位与空气摩擦,经气动加热,其表面温度波动剧烈,温度从负几百摄氏度到几千摄氏度不等。那么,天线罩表面温差,对电磁波传输性能有多大影响呢?国内外对此领域都做了大量的研究工作,并已广泛应用于实际当中,如高速飞行的航天飞机如何实现与地面控制中心通信、高速飞行的制导武器如何完成制导等问题已得到很好的解决。这些问题的解决离不开对微波材料电磁特性随温度变化规律的掌握和应用。复介电常数是描述微波材料电磁特性最重要的参数之一,对于非磁性介质,有μ≈μ0,故通常对材料的复介电常数进行变温测试。纵观国内外文献,就自由空间法测试材料复介电常数,传输/反射法用的居多,且测试系统和校准技术比较成熟,但对于使用单反射法对材料进行变温测试的文献资料相对较少。本文就是基于单反射法对材料的复介电常数实现变温测试。此方法的优点明显:测试系统对样品加热易于实现;标准件少且易制作,校准过程方便;待测网络为单端口,系统误差项少（只有3项,而二端口网络有12项系统误差）,测试精度较高。本文主要工作一是建立单反射法的物理和数学模型,完成单反射法测试原理的理论分析;二是完成点聚焦透镜圆锥喇叭天线的研制;三是完成温度控制装置的研制;四是完成测试系统的搭建;五是分析误差来源、建立单端口网络误差模型,实现SOL校准。

关键词：复介电常数单反射法聚焦透镜天线变温测试单端口网络 SOL校准

介质谐振器法复介电常数的变温测试系统的研制

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介质谐振器法复介电常数的变温测试系统的研制

作者：李雪玲电子科技大学

学位级别：硕士

高品质的介质谐振器是众多微波电路和系统的关键功能元件。随着微波电路与系统的快速发展，今后介质谐振器中的大部分将成为微波集成电路的直接组成部分。然而，研制新型材料，特别是更高介电常数、极低损耗的介质材料仍是非常重要的。... 详细信息

高品质的介质谐振器是众多微波电路和系统的关键功能元件。随着微波电路与系统的快速发展，今后介质谐振器中的大部分将成为微波集成电路的直接组成部分。然而，研制新型材料，特别是更高介电常数、极低损耗的介质材料仍是非常重要的。另外微波器件的工作环境、工作温度不可能是一直不变的，因此要了解微波介质材料复介电常数和频率温度系数随温度变化的情况，以便设计出在任何恶劣的环境下仍满足系统指标要求的微波电路器件。准确测量微波介质谐振器在变温环境下的相对介电常数、损耗角正切和频率温度系数，无论是对于介质谐振器、材料研究，还是其应用，都是至关重要的。根据相关科研院所的要求，本文研制了一套介质谐振器法复介电常数的变温测试系统。首先，本文对国内外采用介质谐振器法测量介质材料复介电常数的技术进行了研究，结合测试系统的技术指标要求，最终选择截止开腔法作为实现本测试系统的方案，并对截止开腔法进行了重点研究。其次，本文对截止开腔法进行了具体的理论分析;分别使用分区间法和曲线拟合法对介质谐振器的本征方程进行了求解;对TE高次模的近似谐振频率进行了求解，并介绍了TE模的判别方法;介绍了四种金属短路板表面电阻的求解方法，并将四种方法进行比较分析，并最终选择了其中的一种方法。再次，本文给出了研制测试夹具的具体过程，并指出了一些需要重点考虑的因素。为了满足测试系统对变温环境(温度范围为-60℃60℃)的要求，本文还给出了加热装置的设计、制冷装置的设计以及自动温度控制装置的设计。最后，将各个模块进行了集成，最终组建成了工作频率为18GHz，工作温度为-60℃60℃的介质谐振器法复介电常数变温测试系统。为了方便非专业人员的测试，本论文还编写了自动测试软件。使用组建好的测试系统测试了部分介质谐振器样品，并对测试结果进行了分析。分析了该系统的测试误差源，并推导了相应的误差公式。

关键词：介质谐振器截止开腔法变温测试复介电常数频率温度系数