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專利名稱：微波介質基片復介電常數測試傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于微波測量領域。
目前用于測量微波介質基片復介電常數的傳感器，主要有帶狀線測試傳感器(見圖3)和非損傷測試傳感器(見圖4)。
對于帶狀線測試傳感器，在美國MIL－P－13949F標準和ASTM D3380標準的測試方法中已被采用。它的主要優點是介電常數εr′的測試準確度較高，而其主要缺點是由于傳感器中的同軸線中心導體與帶狀線交界處的不連續性而產生雜模的影響(見圖3)，使測試εr′的范圍極窄，即εr′＝2.0～2.7。并且測試介質基片材料品種較少，只能測試軟材料，不能測試硬材料。同時被測樣品制作復雜，而且不能進行非損傷測試。
對于非損傷測試傳感器，已有多種結構，它們分別為矩形或園波導傳感器(見圖4a)、同軸線傳感器(見圖4b)、矩形腔傳感器(見圖4c)、同軸腔傳感器(見圖4d)，這一類傳感器的主要優點是能對單面敷銅和雙面未敷銅的樣品進行非損傷測試，其缺點是由于實際的介質基片和金屬板不能滿足理想模型為無窮大的要求，因此在基片的邊緣處出現了不連續性，引起了場的反射和輻射，使得場結構與理想模型產生了偏差，影響了測試復介電常數的準確度。
本實用新型的目的是研制一種測試準確度高、測試范圍廣、使用方便的測試微波介質基片復介電常數的非損傷測試傳感器－微波介質基片復介電常數測試傳感器。
本實用新型是按以下方式實現的，見(圖1)，把兩片同種材料、同樣尺寸大小的介質基片(3)重迭起來，在它的中間放置一根直的、均勻的薄的諧振金屬導帶(2)，其長度與介質基片(3)兩端平齊，在兩介質基片的外面有兩塊與介質基片(3)平齊的金屬接地板(4)，以形成諧振器［介質基片(3)可以自帶單面敷銅或另加薄的金屬片作為接地板，這時原有的接地板(4)為支撐板］。通過夾塊(5)對諧振器施加壓力，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帶(2)基本保持在一條直線上的同軸線(1)，通過空氣隙與諧振器進行耦合，并且根據被測介質基片(2)的尺寸和耦合量大小，可進行三維調整，這樣就構成了微波介質基片復介電常數測試傳感器。
本實用新型的優點是當入射波激勵諧振器時，在耦合處沒有出現象MIL－P－13949F標準和ASTM D3380標準采用的帶狀線傳感器，在同軸線與帶狀線交界處的不連續性，仰制了在εr增大時出現雜模，使得εr的可測范圍大幅度的增加到 2～25。不僅能測試軟的介質基片，而且還可以測試硬的介質基片，同時測試電路簡單，測試速度快，使用方便、便于大規模的工業測試使用。同時，還可以在很寬的頻率范圍內的許多分離的頻率點上，對介質基片復介電常數進行測試，考察其頻率特性。


圖1是微波介質基片復介電常數測試傳感器。其中(1)－同軸線，(2)－諧振金屬導帶，(3)－介質基片，(4)－金屬接地板，(5)－夾塊，(6)－加壓裝置。
圖2是本測試傳感器諧振器電路圖其中(2)－諧振金屬導帶，(3)－介質基片圖3是MIL－P－13949F和ASTM D3380標準諧振器電路圖。其中(1)－同軸線，(2)－諧振金屬導帶，(3)－介質基片，(7)－引帶。
圖4是非損傷測試傳感器。
(圖a)是矩形或園波導傳感器。
其中(8)－矩形或園波導，(9)－金屬板，(3)－介質基片。
(圖b)是同軸線傳感器。
其中(10)－同軸線，(9)－金屬板，(3)－介質基片。
(圖c)是矩形腔傳感器。
其中(11)－矩形腔，(9)－金屬板，(3)－介質基片。
(圖d)是同軸腔傳感器。
其中(12)－同軸腔，(9)－金屬板，(3)－介質基片。
結合
實施例將夾塊(5)做成70×30×30的鋼塊，接地板(4)做成50×30×5的銅板，被測試的介質基片(3)尺寸為50×30×1，諧振金屬導帶用銅箔材料，其尺寸為50×2×0.18，將它們按圖1所示組合起來放入可調動的夾具中，通過夾塊(5)對諧振器施加壓力，以排除空氣隙，在諧振器兩端加上同軸線(1)即組成本測試傳感器。
測試的過程是微波信號通過同軸線(1)去激勵諧振器，當諧振器發生諧振時，從外加的頻率計，衰減器可以測出諧振頻率和品質因數，考慮諧振器的結構尺寸，就可算出介質基片的復介電常數。
權利要求1.微波介質基片復介電常數測試傳感器，它是由被測介質基片，諧振金屬導帶、金屬接地板所形成的諧振器與同軸線和加壓裝置組合構成，其特征是(1)諧振金屬導帶置于兩塊被測介質基片的正中。(2)同軸線通過空氣隙與諧振器耦合。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于被測介質基片是同種材料、同樣尺寸大小的矩形介質基片。
3.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于被測介質基片與諧振金屬導帶和接地板的長度相同。
4.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于置于兩塊被測介質基片正中的諧振金屬導帶是均勻的、薄的金屬直帶，可以與被測介質基片分離。
5.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于同軸線中心導體與諧振金屬導帶基本保持在一條直線上。
專利摘要一種微波介質基片復介電常數測試傳感器，是由兩片同種材料、同樣大小的被測介質基片、一根直的諧振金屬導帶、兩塊金屬接地板、以及在中心諧振金屬導帶兩端對稱地放置有兩根輸入和輸出同軸線組成。本測試傳感器的優點是實現了介質基片復介電常數寬范圍的、寬頻帶的、迅速準確的非損傷測量。
文檔編號G01R27/26GK2062457SQ8921306
公開日1990年9月19日 申請日期1989年7月12日 優先權日1989年7月12日
發明者唐宗熙, 張其劭, 李功孝, 陳玲, 樊勇 申請人:電子科技大學