天線模型測量液體復介電常數

　　伴隨著材料研究技術的進步，曾經很少使用的液體材料也逐漸得到重視。該文考慮到同軸探針在液體中輻射的存在，建立了被測液體介電常數與端面反射系數之間的等效電路模型(天線模型)，在理論上推導了它們之間的函數關系。該文對處于不同溫度下的多種液體材料進行了測量，并對測試結果進行了分析。高介電常數材料去離子水在不同溫度下的測試結果與cole-cole 公式的計算結果對比表明：可測試頻率達20GHz，復介電常數實部測試偏差和虛部測試偏差均不超過5%。中低介電常數材料工業乙醇的測試結果表明：復介電常數的實部和虛部測試偏差均低于3%，測量精度高。

　　引言

　　當今世界，一個國家的技術水平和經濟水平很大程度是體現在材料技術的發展水平上的。電子材料是整個電子科學領域的核心和基礎，不僅很多電子器件產品的性能優化直接依賴于材料科學的進步，而且新型電子材料的研發直接促進電子行業和電子器件的發展。電子材料包含固體材料和液體材料，隨著科技的進步，以前不曾使用的液體材料也逐漸得到重視。關于液體材料的研究也越來越多。介電常數是電子材料zui重要的特性參數，不同介電常數的材料，其應用范圍也不同，為了更好地引導這些研究，也為了確定材料的應用范圍，就必須要對材料的介電常數進行的測量。對于不同頻率下的介質材料，根據物理狀態、結構尺寸和電氣特性的不同，可以采用不同的測試方法和測試系統進行測量。根據各種不同材料情況的具體測試要求，有種類繁多的測試方法可供選擇。對于微波頻率下的材料，主要的測試方法有諧振法和傳輸法。

　　本文采用傳輸法建立了被測液體介電常數與端面反射系數之間的等效電路模型(天線模型)，理論推導了它們之間的函數關系。本文對不同溫度的多種液體進行了測量和詳細分析。高介電常數材料去離子水不同溫度(20、25、35℃)的測試結果與cole-cole 公式的計算結果進行了對比分析表明，測試頻率達20GHz，復介電常數實部測試偏差和虛部測試偏差均不超過5%。中低介電常數的材料工業乙醇的測試結果表明，其復介電常數的實部和虛部測試偏差均低于3%，測量精度高。