基于VC++的介质复介电常数带状线法自动测试系统的研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)电子科技大学光电信息学院 作者:郭国鹏

  随着微波技术的迅猛发展,对微波介质材料提出了新的要求,对介质材料的各种性能的测量有了更多的需求,复介电常数是介质的一个主要参数,本文就微波介质复介电常数测量的带状线法进行了一个简单的介绍,并重点就基于VC++ 所编制的自动测量程序做了相关的论述。自动化测量可以大大提高我们的工作效率。

  近年来,微波技术发展很快,微波技术向小型化,集成化方向发展,这样就对微波介质材料提出了新的要求。复介电常数是表征介质微波性质的基本参数。人们针对介质复介电常数的测量已经做了很多工作,针对介质材料的表观采取了不同的测试方法,每一种测试方法都有其优缺点和适用范围。本文主要介绍可以测得宽频带下微波复介电常数的带状线法及基于VC++ 编写的介质微波复介电常数自动测量系统。

1、介质复介电常数

  复介电常数复介电常数

2、带状线法测试原理

  2.1、测试原理

  上图为带状线示意图,待测介质片以及金属导带外加金属接地板构成带状线传输线。两端开路可形成谐振,谐振频率f0与介质材料的介电常数ε′有关,固有品质因数Q0 和介质损耗角正切tand 有关系。带状线法测介质复介电常数可等效为测量带状线谐振系统的谐振频率f0 和固有品质因数Q0。

基于VC++的介质复介电常数带状线法自动测试系统的研究

  2.2、测试系统

  如右图所示为测试系统框图,用矢量网络分析仪测量介质材料的复介电常数可以很直观并且很快速的得到测量结果,适合于扫频测量。

基于VC++的介质复介电常数带状线法自动测试系统的研究

  2.3、测试过程

  1)矢网开机预热30 分钟,必要的时候要重新进行校准。

  2)按照要求将测试系统与矢网连接起来,给带状线加适当的压力以使介质片之间的空气隙尽量的小。

  3)调节耦合机构以得到合适的耦合量。

  4)找到一个我们要测量的谢振峰,将中心频率设为此谢振峰谐振频率,调节span 使此峰完全放在屏幕上,并且能够找到它的3db 带宽。

  5)记录下谐振频率f0,3db 带宽Δf。

  6)重复5)步骤测得我们需要的谢振峰的信息。

3、矢网编程

  我们这里采用Agilent IO Libraries 中所提供的SICL 接口,这个接口是Agilent 为多种系统仪器所开发的便捷式IO 库。编程语言我们选择最为广泛使用的C++,开发平台选择微软公司所推出的VC++,并采用微软自己开发的MFC 封装类库,以便我们能够快速的开发和将精力集中在程序测量模块的设计。

4、带状线法自动测量系统

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  上图为软件设计框图,我们的程序中,首先要做到测量仪器进行通信,一方面是控制矢量网络分析仪做出相应的操作,另一方面是要得到测量的数据。程序的界面主要实现两方面的功能:一是采集用户的一些选择配置信息,二是显示测量的结果。另外最重要的就是根据复介电常数测试原理给出软件上的算法,在后台进行相应的数据处理。

  微波介质复介电常数的测量应用是很广泛的,测量是很频繁的,能有效的利用编程语言来实现测试过程的自动化能够大大提高我们的工作效率,对国民生产的好处是显而易见的。

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