基本信息
- 項目名稱：
- 電路板介電常數(shù)測量方法的研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡介：
- 本文總結(jié)了測量及求解電路板介電常數(shù)實部的四種方法，討論了微帶介質(zhì)諧振器損耗角正切的測量及求解方法，提出用兩根開路微帶線代替一根開路微帶線，通過測量它們的時域波形求解介電常數(shù)實部的改進方法。最后用Ansoft HFSS11軟件進行了仿真。通過仿真與測量結(jié)果的比較得出矩形諧振腔精度較高的結(jié)論。
- 詳細介紹：
- 總結(jié)了測量及求解電路板介電常數(shù)實部的四種方法，討論了微帶介質(zhì)諧振器損耗角正切的測量及求解方法，針對四種求解方法開發(fā)了計算軟件，制作了測試夾具及微波電路測試板，提出用兩根開路微帶線代替一根開路微帶線，通過測量它們的時域波形求解介電常數(shù)實部的改進方法。為說明各種方法的可行性，采用Ansoft HFSS11軟件進行了仿真。最后比較了各種方法的測量結(jié)果、仿真結(jié)果，并將測量結(jié)果與仿真結(jié)果進行比較，得出矩形腔諧振法精度較高的結(jié)論。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：更精確的提取電路板的介電常數(shù)。 基本思路：總結(jié)測量及求解電路板介電常數(shù)的不同方法，在此基礎(chǔ)上尋求改進方法；制作測試夾具及微波電路測試板，開發(fā)計算軟件；采用Ansoft HFSS11軟件進行仿真，并將測量結(jié)果與仿真結(jié)果比較，確定精度較高的方法。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 1、根據(jù)實驗條件對時域測量法進行了改進：用兩根微帶線代替一根微帶線進行時域測量，求解介電常數(shù)。 2、制作了測試夾具系統(tǒng)及微波電路測試版，比較各種實際測量結(jié)果、各種仿真結(jié)果，并將測量結(jié)果與仿真結(jié)果比較，得出精度較高的方法。 3、針對不同的測量方法開發(fā)了計算軟件。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 總結(jié)了測量及求解電路板介電常數(shù)實部的四種方法，討論了微帶介質(zhì)諧振器損耗角正切的測量及求解方法，針對四種求解方法開發(fā)了計算軟件，制作了測試夾具及微波電路測試板，提出用兩根開路微帶線代替一根開路微帶線，通過測量它們的時域波形求解介電常數(shù)實部的改進方法。為說明各種方法的可行性，采用Ansoft HFSS11軟件進行了仿真。最后比較了各種方法的測量結(jié)果、仿真結(jié)果，并將測量結(jié)果與仿真結(jié)果進行比較，得出矩形腔諧振法精度較高的結(jié)論。
獲獎情況
- 無（已向某學(xué)報提交申請）
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]蔡樹榛.測量介電常數(shù)的一種方法[J]. 復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版).1997,(02). [2]倪爾瑚.用諧振腔-截止波導(dǎo)技術(shù)測量介質(zhì)諧振器的復(fù)介電常數(shù)[J].微波學(xué)報.2000. [3]董成玲.微波介質(zhì)基板復(fù)介電常數(shù)測量分析[D].南京理工大學(xué).2010. [4]鄭伯群，劉克成，尹家賢，.宋學(xué)誠，劉堅.微帶線有效介電常數(shù)測量方法[J].國防科技大學(xué)學(xué)報.1986. [5]David M.Pozar. Microwave Engineering. by John Wiley & Sons.Inc.1998 [6]SergeyN.Dudorov,DmitriV.Lioubtchenko,Juha A.Mallat.Two differential open resonator techniques for measuring dielectric constants of thin films on substrates[J].IEEE Transactions on Information Theory.2008. [7]KAMAL SARABANDI ，F(xiàn)AWWAZ T. ULABY.Technique for Measuring the Dielectric Constant of Thin Materials.IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 31, NO. 4, DECEMBER 1988
同類課題研究水平概述
- 近年來國內(nèi)外對于電路板介電常數(shù)的求解方法有許多，但主要的方法歸結(jié)為諧振法、傳輸線終端短路法、時域法、傳輸法等。 諧振法是通過測試諧振腔的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)等計算出材料的復(fù)介電常數(shù)。其優(yōu)點是測試準確度高，尤其適用于低耗材料的損耗測試。缺點是其測試往往在某一個頻率點，因此測試頻帶有限。具體有如下幾種實現(xiàn)方法: (a)圓柱形高Q腔法 該法采用圓柱形諧振腔的TE01n模，被測樣品加工成圓形片狀置入腔內(nèi)，通過測出的加載前后的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)計算出復(fù)介電常數(shù)。該方法利用了腔的高Q值，因此測試準確度較高，通常作為國家計量部門的計量標準。但由于樣品要求高，因此工業(yè)使用少。 (b)諧振腔微擾法 該法通常采用較小介電常數(shù)的被測介質(zhì)材料置入諧振腔，對強內(nèi)場作微小擾 通過對諧振腔的測量，可得材料的復(fù)介電常數(shù)。該法由于樣品簡單，因此工業(yè)上使較多。但擾動較大時，將會出現(xiàn)較大的測量誤差。 (c)微帶諧振器法 該法通常將被測材料作為環(huán)狀微帶諧振器的襯底，對其諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)進測量得出介電常數(shù)。 傳輸線終端短路法是將被測樣品加工成可嵌入波導(dǎo)或同軸線內(nèi)填滿終端，然后終端用金屬片路。入射的波經(jīng)被測介質(zhì)反射后對低耗材料的損耗反應(yīng)靈敏度低，損耗誤差較大。 時域法是由時域網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生一定形狀的波形，使該波含有豐富的諧波，這些諧波經(jīng)被測介質(zhì)材料的反射和傳播，對反射信號和傳輸信號進行檢測，以得到材料的電參數(shù)。 傳輸法該法是將被測材料置于測試系統(tǒng)中的適當位置作為雙口網(wǎng)絡(luò)，測量此雙口網(wǎng)絡(luò)的s參數(shù)，從而推算出其復(fù)介電常數(shù)。
