微波毫米波測試技術(shù)及儀器發(fā)展動態(tài)-下

1、2008年年多功能多參數(shù)綜合測試系統(tǒng)儀器與模塊資源豐富：GPIB總線臺式儀器：136型號產(chǎn)品VXI總線測試模塊： 26型號產(chǎn)品PXI總線測試模塊： 16型號產(chǎn)品PCI總線測試模塊：7型號產(chǎn)品LXI總線測試模塊（正在開發(fā)）自動測試系統(tǒng)硬件資源v七種VXI模塊到20GHzv七種PXI模塊到3GHzv微波和射頻模塊品種齊全Test CenterTest Center軟件平臺：軟件平臺：集開發(fā)、運行和管理于一身的綜合軟件平臺集開發(fā)、運行和管理于一身的綜合軟件平臺具有具有開放、通用、可擴展開放、通用、可擴展、便于二次集成、便于二次集成支持各種主流開發(fā)支持各種主流開發(fā)軟件的軟件的TPSTPS第一個國產(chǎn)的具

2、有自主知識產(chǎn)權(quán)的集開發(fā)、運行和管理于一體的自動測試系統(tǒng)平臺軟件。自動測試系統(tǒng)軟件平臺天線與RCS測試系統(tǒng)發(fā)射天線AV3860型微波放大器毫米波倍頻源模塊天線轉(zhuǎn)臺參考天線測試混頻模塊參考混頻模塊本振與中頻分配裝置AV3630高靈敏度幅相接收機本振信號源發(fā)射信號源轉(zhuǎn)臺控制器當用于微波頻段時去掉此模塊主控計算機天線測量系統(tǒng)組成天線測試系統(tǒng)接收天線發(fā)射天線毫米波倍頻源模塊參考混頻模塊測試混頻模塊本振與中頻分配裝置本振信號源發(fā)射信號源四通道高靈敏度幅相接收機轉(zhuǎn)臺控制器主控計算機用 于 微 波 頻段 時 去 掉 此模塊RF+IF+DCRCS測量系統(tǒng)組成雷達散射界面測試系統(tǒng)LOIFDC-20MHz 微波：基

3、波混頻器毫米波：諧波混頻器雙工板100MHz-20GHz放大器DC本振與中頻三工器DC 20MHz 100MHz-20GHzRF三工器（直流偏置、中頻信號和本振信號共用一根同軸電纜）本振功率放大（混頻模塊原理主機25米正常工作）斜率衰減器（使混頻器工作于最佳工作狀態(tài)）天線與RCS測試系統(tǒng)弓形框測試系統(tǒng)傳輸線測量方法材料測試系統(tǒng)微波介質(zhì)材料測量技術(shù)l微波介質(zhì)材料的應(yīng)用l微波介質(zhì)材料的種類: (1) 低耗和吸波材料 (2) 電介質(zhì)和非電介質(zhì)材料 (3) 低介電常數(shù)和高介電常數(shù)材料 (4) 不同的外形結(jié)構(gòu)材料l介質(zhì)材料測試的重要性測試方法的分類l傳輸法傳輸法l諧振法諧振法p 傳輸法傳輸法主要包括波導(dǎo)

4、法、同軸線法、帶狀線傳輸法、自由空間法以及傳輸線終端加載法l 主要優(yōu)點：測試頻帶寬,可測試電磁參數(shù),適于高損耗材料的測試l 主要缺點：對低損耗材料的損耗測試誤差較大 測試方法的分類測試方法的分類p 諧振法諧振法主要包括高Q腔法、矩形腔法、微帶諧振器法、帶狀線諧振器法、超導(dǎo)腔法、介質(zhì)諧振器法、諧振腔微擾法等l 主要優(yōu)點：測試準確度高,特別適合于低損耗材料的測試l 主要缺點：測試頻帶窄,不能同時測試電磁參數(shù)測試方法的分類測試方法的分類 傳輸法是將被測材料置入測試裝置中，將其作為雙口網(wǎng)絡(luò)，測量此雙口網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)，從而推算出微波的材料參數(shù) 也可將被測材料置入傳輸線終端作為單口網(wǎng)絡(luò)，并對復(fù)反射系數(shù)進行測量

5、，從而推算出被測材料的復(fù)介電常數(shù) 傳輸法測量傳輸法測量波導(dǎo)、同軸線和帶狀線傳輸法傳輸線終端加載法自由空間法幾種常見方法：幾種常見方法：波導(dǎo)、同軸線和帶狀線傳輸法 波導(dǎo)、同軸線和帶狀線三種傳輸測試方法均屬于閉場測試方法 被測材料可構(gòu)成雙端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)，可同時測出被測材料的復(fù)介電參數(shù)和復(fù)導(dǎo)磁率傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量l 將被測樣品加工成可嵌入波導(dǎo)或同軸線內(nèi)填滿終將被測樣品加工成可嵌入波導(dǎo)或同軸線內(nèi)填滿終端，然后終端用金屬片短路，這樣就構(gòu)成了傳輸線端，然后終端用金屬片短路，這樣就構(gòu)成了傳輸線終端加載法終端加載法l 將較大面積的片狀介質(zhì)材料放置在同軸或波導(dǎo)端將較大面積的片狀介質(zhì)材料放

6、置在同軸或波導(dǎo)端口外進行測量口外進行測量利用傳輸線入射的波經(jīng)被測介質(zhì)反射后對復(fù)反射系利用傳輸線入射的波經(jīng)被測介質(zhì)反射后對復(fù)反射系數(shù)數(shù)進行檢測，可推算出被測材料的復(fù)介電常數(shù)。進行檢測，可推算出被測材料的復(fù)介電常數(shù)。該方法可進行無損測量，但對低耗材料的損耗測量該方法可進行無損測量，但對低耗材料的損耗測量誤差較大誤差較大傳輸線終端加載法傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量開口同軸探頭結(jié)構(gòu)示意圖開口同軸探頭結(jié)構(gòu)示意圖FDTD法網(wǎng)絡(luò)劃分法網(wǎng)絡(luò)劃分開口同軸法測量系統(tǒng)開口同軸法測量系統(tǒng)自由空間測試法屬于開自由空間測試法屬于開場測量方法場測量方法, ,它具有如下它具有如下優(yōu)點：優(yōu)點：1

7、 1）因為所采用的電磁波）因為所采用的電磁波為線極化平面波，所以為線極化平面波，所以可對材料進行取向測試；可對材料進行取向測試；2 2）可實現(xiàn)對介質(zhì)材料復(fù)）可實現(xiàn)對介質(zhì)材料復(fù)介電常數(shù)的寬頻帶測量；介電常數(shù)的寬頻帶測量；3 3）在某些場合可完成非）在某些場合可完成非損傷測試損傷測試自由空間法傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量傳輸法測量自由空間法諧振法是通過測試諧振腔（器）的諧振法是通過測試諧振腔（器）的諧振頻率和固諧振頻率和固有品質(zhì)因數(shù)有品質(zhì)因數(shù)，從而計算出介質(zhì)材料的微波復(fù)介電，從而計算出介質(zhì)材料的微波復(fù)介電常數(shù)常數(shù)諧振法在測試準確度方面，尤其是低耗材料的損諧振法在測試準確度方面，尤其是低耗材料的損

8、耗測試方面，比起傳輸要好得多耗測試方面，比起傳輸要好得多對于高損耗介質(zhì)材料，諧振法難以找到諧振峰，對于高損耗介質(zhì)材料，諧振法難以找到諧振峰，所以只能對低耗材料進行測量，而且測試往往是所以只能對低耗材料進行測量，而且測試往往是在某一個頻率點進行，從而限制了它的測試頻帶在某一個頻率點進行，從而限制了它的測試頻帶近年來，為了彌補它的不足，往往采用多模技術(shù)近年來，為了彌補它的不足，往往采用多模技術(shù)以擴展其測試頻帶以擴展其測試頻帶諧振法測量諧振法測量常見方法： 圓柱形高圓柱形高Q Q腔法腔法 矩形腔法矩形腔法 微帶諧振器法微帶諧振器法 帶狀線諧振器法帶狀線諧振器法 超導(dǎo)腔法超導(dǎo)腔法 介質(zhì)諧振器法介質(zhì)諧振

9、器法 諧振腔微擾法諧振腔微擾法諧振法測量諧振法測量圓柱形高Q腔法諧振法測量諧振法測量標準高Q腔法采用圓柱形諧振腔的TE01p模，被測樣品加工成圓片狀圓片狀置入腔內(nèi)，在測得諧振腔加載前后的諧振頻率和固有品質(zhì)因數(shù)后，可得介質(zhì)材料的微波復(fù)介電常數(shù)該方法由于利用了腔的高Q值和被測樣品重加載，測試準確度較高，往往在國家計量部門作為計量標準電子科技大學(xué)采用一腔多模配合模式的自動識別和搜索技術(shù)，形成了寬頻帶圓柱形高Q腔法。分別運用多個諧振模式測試了多種材料，在寬頻帶下達到了滿意的測試精確度諧振法測量諧振法測量諧振法測量諧振法測量矩形腔法微帶諧振器法通常將被測介質(zhì)作為環(huán)微帶諧振器法通常將被測介質(zhì)作為環(huán)狀微帶諧振器的襯底，對其諧振頻率狀微帶諧振器的襯底，對其諧振頻率和和Q值進行測量，可求得復(fù)介電常數(shù)值進行測量，可求得復(fù)介電常數(shù)諧振法測量諧振法測量微帶諧振器法諧振法測量諧振法測量帶狀線諧振器法超導(dǎo)腔法諧振法測量諧振法測量介質(zhì)諧振器法 諧振法測量諧振法測量諧振腔微擾法諧振法測量諧振法測量 由于被測介質(zhì)材料的外形尺寸、電氣由于被測介質(zhì)材料的外形尺寸、電氣特性、物理狀態(tài)、測試頻段不同，所采取特性、物理狀態(tài)、測試頻段不同，所采取的測試方法也不同。的測試方法也不同。 所有的測試方法均可采用微波矢量所有的測試方法均可采用微波矢量網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析儀絡(luò)分析儀并配上適當?shù)臏y試裝置進行測試，并配上適當?shù)臏y試裝置進行測試，