【摘 要】
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介电常数是材料的重要物理性质之一。随着各种介质材料的广泛应用,对材料介电常数的测量工作就显得尤为重要。本文在相关理论知识的基础上,研究了两种在不同波段下测量材料介电常数的方法。(1)在低频波段,基于微带线测量装置测量材料的介电常数。首先通过传输线理论计算出待测材料覆盖下微带线的等效介电常数,之后采用变分法反演得到待测材料的实际介电常数。在仿真软件中建立对应模型,反演验证理论推导的正确性,仿真频率在
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介电常数是材料的重要物理性质之一。随着各种介质材料的广泛应用,对材料介电常数的测量工作就显得尤为重要。本文在相关理论知识的基础上,研究了两种在不同波段下测量材料介电常数的方法。(1)在低频波段,基于微带线测量装置测量材料的介电常数。首先通过传输线理论计算出待测材料覆盖下微带线的等效介电常数,之后采用变分法反演得到待测材料的实际介电常数。在仿真软件中建立对应模型,反演验证理论推导的正确性,仿真频率在0-0.5 GHz,得到仿真计算结果与材料标定值基本一致,验证了理论的有效性。在理论推导及仿真计算的基础上,加工实物并进行实验,测量了几种不同的材料,得到的结果与材料的标定值基本一致,误差不超过8%,实验结果说明该装置可有效测量出材料的介电常数。该测量装置具有一定的灵活性,操作简单,价格低廉。(2)在高频太赫兹波段,采用基于太赫兹时域光谱技术的方法测量材料的介电常数。太赫兹时域光谱技术属于自由空间测量法,有反射式和透射式两种不同的测量方式。本文对两种测量方式分别进行理论推导,然后在仿真软件中建立模型并进行仿真反演,以此验证理论推导的可行性及有效性。在理论及仿真反演的基础上,采用透射法实验测量了几种不同材料的介电常数,实验误差率均小于6%,说明基于太赫兹时域光谱技术的方法可以有效地测量出材料的介电常数。两种方法工作在不同的频段,均可以有效地测量材料的介电常数,误差相对较小,这表明本文研究的测量方法是准确可行的,在材料介电常数的测量工作中具有一定的参考意义。
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