铁电体材料高介电常数测试技术研究

论文摘要

近年来,微波技术正以飞快的速度向前发展,各种微波天线和微波器件得到广泛的应用。作为相控阵天线的基本元件,移相器起着重要的作用,铁电体移相器已成为国内外研究的热门。与之相关的铁电体材料的研究与开发,已引起许多科技工作者的高度重视和兴趣。为了适应这一发展,迫切需要研究铁电体材料参数测试方法。但目前为止,对于微波电介质材料的高介电常数测试,国内外还没有一个统一、成熟的标准和技术。因而,铁电体材料高频高介电性能的测量方法和技术的研究具有理论意义和实用价值。本文首先基于传输线理论、微波理论、矩形波导理论,进行了电介质材料介电性能的微波测试方法和技术的研究,对测试方法和原理中存在的一些问题进行了探讨。接着介绍了测量微波材料电磁参数的一些方法,例如:S参数法、双短路法、部分填充法,其中S参数法包括传输反射法和奇偶模法,分别对这两种方法进行了详细的阐述,并讨论了这些方法存在的一些问题。然后,讨论了测量过程中的厚度谐振问题,为测试样品的厚度选择提供了一定的依据。作为重点,文中对铁电体材料样品进行了测量,测量方法采用S参数法和部分填充法,通过比较可以看出S参数法比较适合于高介电常数材料的测量。此外,还对铁电体材料样品进行了高低温测量,测试结果表明,该铁电体材料的介电常数较高,达到了100。最后对全文的工作加以总结,并提出了有待于进一步研究和改进的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铁电体材料的研究背景和意义
• 1.2 微波材料测试方法概述
• 1.2.1 网络参数法
• 1.2.2 谐振法
• 1.3 论文主要工作及内容安排
• 第二章 测试微波材料电磁参数的理论基础
• 2.1 传输线理论
• 2.2 微波网络理论
• 2.3 波导理论基础
• 第三章 微波材料电磁参数测试的几种方法
• 3.1 测量微波材料电磁参数的S 参数法
• 3.1.1 级联网络法的建模和求解
• 3.1.2 奇偶模法的建模和求解
• 3.2 测量微波材料电磁参数的双短路法
• 3.3 测量微波材料电磁参数的部分填充波导法
• 3.3.1 部分填充波导理论
• 3.3.2 部分填充波导理论的应用
• 3.4 测量微波材料电磁参数过程中的一些问题
• 3.4.1 网络参数法的多值性问题
• 3.4.2 介质块S 参数测量值的相位修正
• 3.5 结论
• 第四章 铁电体样品测试结果
• 4.1 厚度谐振问题
• 4.2 测试数据处理
• 4.3 结论
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间研究成果
• 附录A
• 附录B
• 附录C