微波均衡器中微调螺钉的作用研究

微波幅度均衡器是由吸收型同轴谐振腔作为其基本结构单元多级级联实现,谐振频率主要通过改变腔长和探针插入深度来调节,同时改变微调螺钉也能影响谐振频率.论文从理论上阐述了微调螺钉对同轴谐振腔谐振频率的影响程度,在电场占优的地方,螺钉插入越深,降低谐振频率;反之,在磁场占优的地方,螺钉插入越深,增大谐振频率.并利用HFSS软件仿真子结构谐振腔的电磁场分布,从而确定微调螺钉的位置.根据微调螺钉对谐振频率影响的规律,采用补偿调试的方法还能减小温度对谐振频率的影响,同时,微调螺钉还能抑制寄生模的产生.     

一种介质集成悬置线结构的介电常数测量装置

为进一步提高介质复介电常数测量精度和范围,本文提出了一种工作于C波段的基于介质集成悬置线(SISL)结构的复介电常数测量装置。该装置具有小巧精致、成本低、精度高和适用范围广等特点,探头由部分镂空的5层介质板黏合而成的谐振腔、测量加载缝和馈电耦合3部分构成,工作的基本原理是通过上盖板面缝隙引入待测样品带来的腔内电磁场分布扰动,从而得到频率和品质因数(Q值)的变化,并使用仿真数据训练过的人工神经网络(ANN)对上述变化量进行反演,得到待测介质节点常数数值。在水–乙醇二元混合溶液的实验中,结果与理论数值实部误差3.75%,虚部误差1.75%,具有较高的测量精度。     

谐振腔内介质的复介电常数求解方法研究

为了建立通用的数学模型求解谐振腔内介质的复介电常数εr，根据时谐电磁场的波动方程和边界条件，导出以εr作为本征值的变分方程，并应用于矩形腔内的介质柱，求解步骤有较大简化．测量结果表明，该方法可求解大尺寸、高介电常数、低损耗的介质样品．     

用 H_(oll)~o 模谐振腔微扰技术测量介质的复介电常数

利用磁耦合的 H_(011)~0模高 Q 值圆柱形谐振腔微扰技术,可以减小样品放置位置的附加效应,故在一般条件下可提高测量介质复介电常数的精度,所用测量仪器较少,操作简便.在微波频率下,介质的介电常数变为复数,即(?)(1)根据谐振腔的微扰理论及 H_(011)~0模的场结构,并考虑到介质的磁导率 μ≈μ_0及腔的 Q     

基于谐振微扰技术的PAM溶液浓度测量方法

提出一种基于谐振微扰技术的聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,PAM）溶液浓度的测量方法.通过高频结构模型的建立与仿真分析，设计工作频率为7 GHz的TE₀₁₁模圆柱形谐振腔，在传统微扰理论的基础上考虑材料微扰技术中介质的介电常数变化相对较大时计算值的偏差，并结合形状微扰技术分析电导率对谐振腔谐振频率的影响.结合理论推导与仿真数据获得了修正参数，建立了适用于高损耗溶液介质的微扰数学模型.配制浓度梯度为25 mg·L^-1、浓度范围为100～300 mg·L^-1的九组PAM溶液，通过矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer,VNA）进行实验验证.实验结果表明，谐振腔谐振频率与溶液浓度的对应关系与理论计算一致，浓度测量的总体相对误差低于4.1%，平均测量误差为2.62%.     

改进的谐振腔微扰法测定电介质X波段介电常数

针对谐振腔微扰法对电介质材料介电性能进行测量时,要求测试过程满足微扰条件,即待测样品的介电常数或体积较小的情况,研究了谐振腔微扰法测试微波材料的原理,通过改变待测样品的体积及标定修正对应的微扰计算公式,使其满足对高介电常数材料的测量.对电介质块材与薄膜样品进行了测量,结果显示,谐振频率偏移小于100MHz,标定的计算公式精度较高.改进后的测量方法可以增大谐振腔微扰法的测量范围,适用于高介电常数陶瓷块材与薄膜的介电常数、介电损耗的微波频率测量.     

一些大损耗介质填充圆柱双站RCS的矩量法分析

用矩量法对一些用于雷达隐身技术和微波暗室设计的大损耗介电材料填充的无限长介质圆柱在TM波照射下的双站RCS进行了数值计算.仿真结果表明，大介电常数低损耗材料散射较弱.当ka0较小时，填充介质的电参数对散射的影响较明显，且随双站角增大缓慢减少；当ka0较大时，填充介质的电参数对散射的影响不明显，且散射能量集中于反射方向.     

一种气液两相介质含气量检测的瞬态共振声谱法

从理论和实验角度研究了利用瞬态共振声谱法测量气液两相介质中气体含量的可行性.首先,通过数值模拟研究了腔内单气泡大小和位置以及腔内气体含量对谐振腔共振频率的影响;然后,建立一套瞬态共振声谱测量系统,实验考察了谐振腔共振频率和共振幅度随腔内气体流量的变化趋势,并对比了瞬态脉冲法和稳态扫频法所得测量结果的异同点.数值结果表明,谐振腔共振频率对腔内所含气体的体积变化非常敏感,在扰动体的体积非常小的情况下（与谐振腔的相对体积〈0.1%）,小气泡非常小的体积扰动就能引起共振频率的偏移发生很大的变化;小气泡位于腔体不同位置处时,所引起的共振频率偏移大小不同,在腔体中部时达到最大;而对固体小铝柱而言,相同的体积扰动所引起的共振频率差异基本可以忽略.实验结果也表明谐振腔共振声谱对腔内气体含量的变化非常敏感;当气液两相介质中气体含量较小时,共振频率和共振幅度随含气量的增大急剧减小;而当含气量达到较大值时,共振声谱的这种下降趋势逐渐趋于平缓.共振声谱实验测量结果的这种变化趋势与理论模拟结果相一致.另外,对气液两相流这种具有随机性和瞬时性的混合介质而言,在利用共振声谱法测量其含气量时,由于稳态扫描方法测量时间较长,无法完全反映被测介质的瞬态性,此时采用瞬态脉冲法测量更适合.该项研究在油井含气量的定量检测方面具有重要的应用价值.     

关于谐振腔品质因数的数值计算

本文讨论如何采用数值方法计算谐振腔的有载品质因数。讨论了谐振腔损耗电阻对输入阻抗谐振曲线的影响。利用所得结果 ,在采用数值方法计算谐振腔的有载品质因数的时候 ,可以用腔体的介质损耗代替导体表面损耗计算谐振腔的有载品质因数     

宽带叠层矩形介质谐振器天线的设计与仿真

应用宽带叠层贴片天线的设计原理,设计宽频带叠层矩形介质谐振器天线.在矩形介质谐振器和金属地板之间插入空气缝隙或低介电常数的薄介质片,可有效降低介质谐振器的Q值,展宽介质谐振器天线的带宽.所设计的矩形介质谐振器天线带宽达59.4%,天线带内增益在4.5～6.0dBi之间.仿真和实验结果对比验证了该设计原理的正确性及有效性.     

采用谐振腔微扰法的NiZn铁氧体介电常数测量

谐振腔微扰法广泛用于材料微波介电性能的测量,它与常规的测量方法相比,具有样品尺寸小、计算公式简单的优点,在近似计算频率、谐振腔品质因数、材料的介电常数等方面具有较高的应用价值.采用谐振腔微扰法,测量不同配方NiZn铁氧体在微波频段的复介电常数,计算得到介电常数的虚部ε″和实部ε',进而分析Ni和Zn的含量对NiZn铁氧体材料介电常数的影响.     

A research on high-temperature permittivity and loss tangent of low-loss dielectric by resonant-cavity technique

Resonant-cavity technique was introduced to measure the permittivity and loss tangent of low-loss dielectrics. The dielectric properties at 9-10 GHz are measured accurately at the temperature up to 800 ℃ by the resonant cavity technique. The only electrical parameters that need to be measured are quality factors （Q） and resonant length （L） of resonant cavity loaded and unloaded with dielectric sample. Moreover, the error caused by thermal expansion effect was resolved by error analysis and experimental calibration.     

层状复合体系介电谱的数值模拟

为定量研究层状复合体系介电谱,基于微元法思想,提出了数值模拟该体系介电谱的方法,即将体系内电参数非均匀分布层分割为若干个电参数均匀分布的薄层,通过求解体系的复电导而得到体系的介电谱的数值解。以层内电导率和介电常数呈线性分布的介电谱为例,研究结果表明,数值模拟结果与理论解析结果一致。浓差极化层的压力驱动膜分离体系的模拟显示,该数值模拟方法可以研究复杂电参数分布情况时体系的介电谱,并发现该体系电导的频率依存性受原料液通量变化影响显著,体系弛豫个数随着通量的增加而减少。     

铁氧体-超导体-聚偏氟乙烯复合材料的微波电磁特性

用传输式谐振腔法测量了Li-铁氧体/Bi-Sr-Ca-Cu-O-超导体/聚偏氟乙烯三元复合材料的微波(8-11GHz)复数介电常数和磁导率。复合材料的介电常数和磁导率符合对数加和规律。Bi系高温超导体的加入使复合材料的介电损耗提高了一个数量级。     

The effect of a dielectric cover on the input impedance of rectangular microstrip antennas

The effect of the thickness and relative permittivity of a dielectric cover on a rectangular microstrip antenna is analyzed. The method is based upon the integral equation formulation. The input impedance of the rectangular microstrip antenna is calculated as a function of the thickness and relative permittivity of a dielectric cover, after solving the integral equations by Galerkin's method. Computed results for the input impedance are presented and some are compared with the available experimental data. It is shown from the computed results that the resonant frequency and input impedance are sensitive to variations of the cover parameters. Because of the limited bandwidth presented by the rectangular microstrip antenna, the effect of the dielectric cover has to be carefully taken into account in the design of the antenna. Fan Zhibo: born in March 1963, Ph. D. Current research interest is in microwave and antennas     

基于多路开口同轴探头的介电常数测试系统开发

本文提出并开发了一种基于多路开口同轴探头的介电常数测试系统,利用射频多路开关实现多探头分时工作,获取多路反射系数并对其进行补偿,基于准静态模型反演得到介电常数,首次利用开口同轴探头法实现了介电常数的空间多点测量;然后通过测量已知介电常数的液体,对照液体介电常数理论值进行误差分析,验证了该系统的准确性;最后使用该系统对非均匀含水石英砂进行测量,获得了空间多点的介电常数分布,进一步结合介电混合定律反演得到了空间多点石英砂中水体积分数。结果显示：该系统获得的介电常数反演值与理论值吻合度高,误差分析表明该系统精度优于现有主流的单探头商业测试系统,利用该测试系统可实现对非均匀介质介电常数空间多点分布的精确测量,且测量精度高、可靠性好,扩展了开口同轴探头法在非均匀介质测量中的适用范围,对非均匀介质的微波介电特性研究具有重要科学及工程意义。     

介质谐振器在移动通信滤波单元中的应用

随着微波介质陶瓷材料性能的提升,高介电常数和高Q值的介质材料开始逐渐在移动通信系统中获得应用.为实现高性能与小型化滤波单元提供了可能,给出了工作在第三代个人移动通信(3G)频段和下一代移动通信(TD-LTE)的测试频段上的新型8腔横电模(TE)和8腔横磁模(TM)介质滤波器设计实例,通过与传统金属同轴腔滤波器相比较,TE模介质滤波器的通带性能获得显著提高,TM模介质滤波器在水平横截面上减小约30%的外形尺寸,实验测试结果验证了其可行性和设计正确性.     

介质柱谐振器法测量微波陶瓷介电参数的误差分析与实验研究

讨论微波介质谐振器介电常数与品质因数的测量技术、测量基本原理及有关参数的计算方法,同时也较详细地给出了实际测量中模式的判别方法及测量误差分析,并结合所用仪器的实验测量误差与理论误差进行比较.通过上述分析可知该方法对介电常数的测量较为精确,而对无载品质因数的测量误差相对较大,且随样品介电常数、高度的增大,测量误差减小.