1.一种基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,包括如下步骤:
1)利用网络分析仪和网络检测电路,调整好检测电路参数;
2)以设定的检测信号频率测量电磁波经过介电常数已知的介质前后的相位变化,得到相应的相位差;
3)拟合步骤2)得到的相位差和已知介电常数之间的关系,建立相位差和介电常数的关系模型;
4)调整检测信号频率,重复步骤2)~3),反复建立相位差和介电常数关系模型,直到得出最佳检测频率和相应的最佳检测关系模型;
5)以最佳检测频率测量电磁波经过介电常数未知的介质前后的相位变化,得到相应的相位差;
6)利用步骤4)得到的最佳检测关系模型,计算得到介电常数未知的介质的介电常数,完成检测。
2.如权利要求1所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,步骤1)所述网络分析仪为美国S&A公司的网络分析仪250B测试系统;所述网络检测电路为π型网络测试电路。
3.如权利要求2所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,步骤1)所述检测电路参数主要包括检测信号频率和用于减小误差的π型网络测试电路中各个电阻的阻值。
4.如权利要求2所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,所述网络分析仪250B测试系统包括信号发生器、频率计数器、衰减器、功率分配器、30dB衰减器、延长器/线平衡器、相位计和电压表;所述250B测试系统的信号发生器产生一个信号,经过衰减器衰减后,由功率分配器将信号分为两路电信号,一路经过30dB衰减器后作为参考信号,另一路信号经过延长器/线平衡器后进入π型网络测试电路。
5.如权利要求2所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,所述π型网络测试电路由对称的双π型回路组成,包括输入衰减器、输出衰减器和检测探头;所述输入衰减器和输出衰减器用于使得π型网络的阻抗和250B测试系统的阻抗相匹配;所述检测探头为平行两针式探头,探头上两探针的距离固定不变;信号经过π型网络后得到测试信号;
用相位计和电压表分别测量参考信号和测试信号的相位差和幅度衰减。
6.如权利要求1所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,步骤2)所述介电常数已知的介质为多种。
7.如权利要求6所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,步骤2)所述介电常数已知的介质为介电常数均匀分布在1~80的15种介质。
8.如权利要求1所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,步骤3)所述相位差和介电常数的关系模型为式3中, 表示相位差;ε表示介电常数;2πfk为常数。
9.如权利要求1所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,所述检测信号频率具体为10MHz~210MHz之间每隔10MHz产生一个测试信号。
10.如权利要求9所述基于网络分析仪的介质介电常数测量方法,其特征是,步骤4)所述最佳检测频率,具体为测量各个频率经过所设定的多种介电常数已知的介质前后的相位差,将介电常数平方根和相位差进行线性拟合,比较各个频率得到的关系模型相关系数的大小,选取相关系数最大时的频率为最佳检测频率;所述最佳检测频率下检测得到的相位差和介电常数平方根进行线性拟合得到的关系模型,作为所述最佳检测关系模型;所述关系模型相关系数R通过式4得到:式4中,n为用于回归分析的测试样点数;xi是在第i个样点实际的介电常数;是所有样点介电常数的平均值;yi是根据回归方程由在第i个样点测得的相位差计算得到的介电常数;是所有样点预测值的平均。