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.     

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。     

Fe1-xBx磁性纳米膜的制备和微波物性分析

为获得具有较高复磁导率虚部的磁性材料并研究其微波物性，采用磁控溅射方法，制备Fe1-xBx磁性纳米膜，以Landau-Lifshitz-Gibert方程研究复磁导率虚部随纳米膜各向异性场、饱和磁化强度和阻尼系数的变化规律，采用谐振腔法开展点频测试。结果表明，测试数据与理论计算值吻合较好。结合Fe1-xBx样品的制备，分析了其磁导率虚部随制备工艺、组分、厚度等的变化规律，这对于获得高磁导率（虚部）的磁性纳米膜具有指导意义。     

用谐振腔微扰法测量太阳能电池片的介电常数和介电损耗角正切

实验利用近代物理微波技术实验仪器,采用谐振腔微扰法,测量太阳能电池片放入谐振腔前后的频率,应用电磁场理论,能计算得到介电常数的虚部ε″和ε′实部,进而求出太阳能电池片的介电常数ε=ε′-iε″和介电损耗角正切tgδε。     

纳米磁性膜微波电磁参量谐振腔法测量分析

基于谐振腔微扰法测量薄膜复电磁参数的基本原理，使用微波网络分析仪和谐振腔，利用虚拟仪器技术，开发了薄膜电磁参数自动测量系统．利用测试系统对FeCo基纳米膜进行了测试，分析了散射参数、信号源频率与Q值、样品超薄特性、热环境和实验操作等因素对测量结果产生的影响，并由此提出了改进谐振腔法的实验方案．提高了测量的精度，复磁导率测试误差低于6％，复介电常数测试误差低于4％．     

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.     

基于虚拟仪器技术的薄膜电磁参量测量

基于谐振腔微扰技术,利用先进的矢量网络分析仪,结合虚拟仪器技术研制了一套测量薄膜微波电磁参量的自动测量系统．该系统可以方便、快捷地测量薄膜在微波频率下的复介电常数和复磁导率．图形化编程语言LabVIEW大大缩短了系统开发时间,提高了编程效率．     

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     

2.45 GHz不同条件对冰复介电常数测量影响的实验研究

用谐振腔微扰法在微波频率2.45 GHz下对冰的复介电常数的进行了测量,着重研究了不同浓度的杂质金属离子（Na+, K+ ,Ca2+）和不同平均输出功率微波加热二次去离子水至沸腾后结成冰的复介电常数的影响.测量结果表明,冰的复介电常数的实部与杂质离子浓度成线性关系,而虚部则成非线性关系,并且不同平均输出功率的微波加热后的冰的复介电常数实部不同.     

基于传输线理论的电磁波反射系数正交分析研究

分析电磁参数对电磁波反射系数R的影响是电磁波屏蔽吸波研究的热点之一。考虑到影响电磁波反射系数R的因素很多,同时研究多个因素而成为关键点。在前人学者基础上,基于传输线理论,利用正交试验设计进行安排试验,分析研究电磁参数的四个因素以及电磁波频率f、吸波层厚度d六个因素对反射系数的影响。模拟实验结果表面： 对电磁波的反射系数R的影响大小分别为吸波层厚度d、相对复磁导率虚部 、相对复磁导率实部 、相对复介电常数虚部 、电磁波频率f、相对复介电常数实部 ;在X波段区间内,吸波层厚度d对电磁波反射系数具有显著影响,而相对复介电常数实部和虚部、相对复磁导率实部和虚部、电磁波频率产生影响,但不够显著。     

薄膜材料复介电常数与复磁导率测试研究

采用谐振腔法对薄膜材料复介电常数和复磁导率进行了测试研究。依据腔内电磁场的特性及薄膜材料体积小的特点,采取了较大的模指数、高品质因数、小耦合系数等措施,设计了在2GHz频率下工作模式为TE105的矩形谐振腔。使用Agilent 8722ES络分析仪进行扫频反射测量,由放置试样前后腔的谐振频率和品质因数以及试样的体积等计算出薄膜材料复介电常数和复磁导率,该方法操作简便,准确性较高。     

基于传输线理论的电磁波反射系数正交分析

分析电磁参数对电磁波反射系数R的影响是电磁波屏蔽吸波研究的热点之一。考虑到影响电磁波反射系数R的因素很多,同时研究多个因素而成为关键点。在国内外学者研究的基础上,基于传输线理论,借助正交试验设计法安排试验方案。分析研究电磁参数的四个因素以及电磁波频率f、吸波层厚度d共六个因素对反射系数的影响。试验结果表明:各个因素对电磁波反射系数R的影响程度从大到小的排列顺序依次是吸波层厚度d、相对复磁导率虚部、相对复磁导率实部、相对复介电常数虚部、电磁波频率f、相对复介电常数实部;在X波段区间内,吸波层厚度d对电磁波反射系数R具有显著影响,而相对复介电常数实部和虚部、相对复磁导率实部和虚部和电磁波频率对电磁波反射系数R影响不够显著。     

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。     

一种双频基片集成波导介电常数测试系统

为了同时测量不同频率下的复介电常数,设计了一种基于基片集成波导结构可工作于S和C波段的双频介电常数测量系统,在2.45和5.85 GHz附近可同时测量待测物的复介电常数。该测试系统的传感器包含2个按对角线级联的正方形谐振腔、2条测试缝隙以及一段微带馈电耦合结构。2条缝隙的工作波段相互独立,待测物接触传感器表面的2条缝隙影响系统的谐振频率和品质因数,基于人工神经网络的反演获得待测物复介电常数。仿真数据作为训练人工神经网络的样本,验证阶段,使用不同浓度的乙醇与水混合溶液检验传感器准确性,与理论值相比,在2.45 GHz时介电常数实部和虚部的测试结果最大相对误差为1.98%和1.28%,5.85 GHz时分别为2.15%和2.68%,该传感器具有较高的精度及双频测量特性。     

SiO_2含量对损耗型CoFeB-SiO_2颗粒膜电磁性能的影响

研究一种可应用于抗电磁干扰和微波吸收的磁性纳米颗粒膜,选用FeCoB作为磁性合金,SiO2为电介质材料,采用磁控溅射工艺制备纳米颗粒膜.重点研究电介质SiO2体积分数对颗粒膜微结构以及电磁性能的影响规律和作用机理.结果表明,适当的电介质体积分数可使颗粒膜保持微波高磁导率和高磁损耗并有效降低介电常数,2 GHz时,复磁导率的实部μ′=31,虚部μ″=45,复介电常数实部ε′=671,虚部ε″=593.     

SiO2含量对损耗型CoFeB-SiO2颗粒膜电磁性能的影响

研究一种可应用于抗电磁干扰和微波吸收的磁性纳米颗粒膜,选用FeCoB作为磁性合金,SiO2为电介质材料,采用磁控溅射工艺制备纳米颗粒膜．重点研究电介质SiO2体积分数对颗粒膜微结构以及电磁性能的影响规律和作用机理．结果表明,适当的电介质体积分数可使颗粒膜保持微波高磁导率和高磁损耗并有效降低介电常数,2GHz时,复磁导率的实部μ’=31,虚部μ″=45,复介电常数实部ε’=671,虚部ε″=593．     

稀土氧化物Nd2O3填充碳纳米管的微波吸收性能

通过湿化学法制备了稀土氧化物Nd2O3填充碳纳米管.高分辨透射电镜观测到纳米颗粒在碳纳米管内以纳米晶粒形态存在,并呈准连续状态分布.充填碳纳米管的Nd2O3的纳米颗粒提高了材料的磁损耗.采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了样品在2～18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率.依据传输线理论计算了材料的反射率(R)、匹配频率(fm)及匹配厚度(dm),结果表明,与未填充碳管相比,Nd2O3填充碳纳米管的相对介电常数虚部ε″减小,相对磁导率虚部μ″和磁损耗正切tanδm增大.当匹配厚度为3.0mm时,稀土氧化填充碳管在3.0GHz处吸收最强,其反射率峰值为-9.09dB,低于-5dB的频宽达0.77GHz.随着吸收层厚度的增加,Nd2O3填充碳纳米管的吸收峰向低频移动,吸收层在S波段具有较好的吸收效果.     

带线法的测试范围和误差分析

介绍了在微波频率下用带线法测量复介电常数和复磁导率的测试原理。对测试范围和测试误差进行了讨论。适当地选择样品长度,复介电常数εｒ和复磁导率μｒ的测量误差可在±５％以内。测试范围与测试参数值的配合有关,该方法适合微波吸收材料和一般非低损耗材料的测量。     

非完全填充谐振腔微扰法测量介电常数实部的改进研究

基于有限元的数值计算方法对高介电常数介质加载的谐振腔作了数值仿真，发现谐振频率与介质插入深度基本呈线性关系.通过引入一个补偿因子对介质的插入深度进行补偿，提高了传统谐振腔微扰法在介质不完全填充时测量介电常数的精度，介质插入深度大于腔体深度的27%时，介电常数实部误差小于3%.     

冷却速率对高碳铬铁粉电磁性能的影响

采用矢量网络参数法在1~18 GНz频段内分别对电阻炉、空气和水浴中冷却的高碳铬铁粉的电磁性能进行研究.随着冷却速率的提高,高碳铬铁粉的相对复介电常数实部和虚部在大多数频率下均增大.空冷和水冷粉料的相对复介电常数虚部在12~18 GНz频率范围内因极化弛豫而产生较大的峰值.同一频率下相对复磁导率实部随冷却速率变化的趋势与相对复介电常数相反.水冷粉料的相对复磁导率虚部在3~5GНz以外的频段内均大于另两组冷却粉料,且三组粉料的虚部在低频及高频条件下均具有峰值.在2.45 GНz的微波加热频率下,炉冷、空冷及水冷粉料的反射损耗分别为-2.30、-2.15和-2.07 dB.水冷粉料的介电损耗因子及磁损耗因子最大,微波场下具有最佳的升温速率与反应效果.