1.一种基于微带负群时延电路介质测试装置的介质测试方法,其特征在于:介质测试装置利用电路的负群时延特性,对工作于各频段的待测介质板(4)的谐振频率偏移量以及群时延值进行测量,获得该待测介质板(4)的介电常数与损耗角正切,其特征在于,所述介质测试装置包括介质基板(1)和环形谐振器(3),环形谐振器(3)的任意一侧布设有微带传输线(2),微带传输线(2)的两端分别连接输入端口(21)、输出端口(22),输入端口(21)、输出端口(22)分别构成介质测试装置的输入端、输出端;
介质测试方法包括以下步骤:
步骤A、获得用于构成标准电路的介质基板(1)的介电常数、损耗角正切值、以及环形谐振器(3)的谐振频率,基于环形谐振器(3)与微带传输线(2)的耦合形成标准电路,随后进入步骤B;
步骤B、将待测介质板(4)覆盖于标准电路上,获得待测电路,进一步得到待测电路的谐振频率和群时延值,获得待测电路和标准电路之间的谐振频率偏移量、待测电路的群时延值,基于谐振频率偏移量、群时延值、以及待测介质板(4)自身的介电常数,获得选择拟合指数函数,随后进入步骤C;
步骤C、针对待测介质板(4),根据所选择拟合指数函数、待测电路的谐振频率偏移量、待测电路的群时延值,分别计算并获得待测介质板(4)的介电常数和损耗角正切。
2.根据权利要求1所述一种基于微带负群时延电路介质测试装置的介质测试方法,其特征在于,所述步骤A中,基于环形谐振器(3)与微带传输线(2)耦合形成的标准电路,以及介质基板(1)的介电常数和损耗角正切,根据以下公式:计算获得标准电路的物理尺寸r,其中,f0为环形谐振器(3)自身的谐振频率,n为谐波数,c为光速,εeff为制作标准电路介质基板的有效介电常数;
基于标准电路的物理尺寸,标准电路等效为RLC电路,相应的,环形谐振器(3)等效为由等效电感C、等效电感L和等效电阻R构成的并联电路,根据以下公式:获得标准电路的群时延值τ(ω),其中,Q为环形谐振器(3)的品质因数,ω0为环形谐振器(3)本身的谐振角频率,R为等效电阻,N为标准电路中微带传输线(2)耦合与变压器的圈数比,Z0为微带传输线(2)两端的负载。
3.根据权利要求1所述一种基于微带负群时延电路介质测试装置的介质测试方法,其特征在于,所述步骤B中,当待测介质板(4)覆盖于标准电路上时,获得待测电路,待测电路的谐振频率发生偏移,根据以下公式:Δf=f0‑f1
获得谐振频率偏移量Δf,其中,f0为环形谐振器(3)自身的谐振频率,f1为覆盖待测介质板后的谐振频率;
相应的,待测电路的群时延值在待测介质板(4)自身损耗角正切的影响下,基于标准电路的群时延值发生变化。
4.根据权利要求2所述一种基于微带负群时延电路介质测试装置的介质测试方法,其特征在于,所述步骤B中,基于谐振频率偏移量、群时延值、以及待测介质板(4)自身的介电常数和损耗角正切,获得选择拟合指数函数,根据以下公式:获得选择拟合指数函数,其中,A为待定常数,e为自然对数的底数,t为待定常数,x为自变量,y0为待定常数。
5.根据权利要求3所述一种基于微带负群时延电路介质测试装置的介质测试方法,其特征在于,针对待测介质板(4),所述步骤C中,通过待测介质板(4)与标准电路进行耦合获得待测电路,基于所获的选择拟合指数函数,根据以下公式:获得待测介质板(4)的介电常数εr、以及损耗角正切tanδ,其中,A1、t1、y1分别为待测介质板(4)的介电常数对应的待定常数,A2、t2、y2分别为待测介质板(4)的损耗角正切对应的待定常数,Δf是谐振频率偏移量,τ是待测电路对应的群时延值。
6.根据权利要求1所述一种基于微带负群时延电路介质测试装置的介质测试方法,其特征在于,所述环形谐振器(3)与微带传输线(2)耦合形成标准电路。