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介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測量方法介紹

更新時間：2025-06-28 點擊次數(shù)：526

1、傳輸線法

傳輸線法測量是(介電值)和(磁導(dǎo)率)主流測量方法，可在范圍頻率內(nèi)的設(shè)定任意頻率點上進(jìn)行測量。輸線法需要將材料置于一部分封閉的傳輸線內(nèi)部，其線路是使用一段矩形波導(dǎo)或同軸空氣線，根據(jù)反射信號(S11)和傳輸信號(S21)的測量結(jié)果計算得出。

傳輸線要求，樣品填充到治具橫截面中，治具壁沒有空隙，表面平坦光滑，與長軸垂直均勻介質(zhì)。

碳纖維、吸波材等材料在雷達(dá)、航天等做吸收或是屏蔽電波，多采用此方法。

1.1同軸法

測試范圍：100M~18G

樣品要求：環(huán)狀，材料需加工；表面光滑，并且兩個端面與傳輸線的軸線垂直；樣品長度和測試頻率相關(guān)，其量測精準(zhǔn)度與樣品工藝息息相關(guān)。

方案配置：網(wǎng)分+同軸夾具+軟件+TRL校準(zhǔn)件

圖1WR同軸方案夾具.jpg

圖1WR同軸方案夾具

1.2波導(dǎo)法

測試范圍：100M~110G（頻率分段）

樣品要求：矩形塊狀，材料需加工；表面光滑，并且兩個端面與傳輸線的軸線垂直；測試頻率與規(guī)范要求相關(guān)。頻率越高，樣品越小，尺寸要求更精細(xì)，量測精準(zhǔn)度很大程度取決于樣品制作工藝。

方案配置：網(wǎng)分+波導(dǎo)夾具+軟件+OSL校準(zhǔn)件。

使用新一代的波導(dǎo)夾具可易于做校正，避免漏波使數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。

下圖是波導(dǎo)夾具：

圖2WR波導(dǎo)夾具.jpg

圖2WR波導(dǎo)夾具

2、共振法

共振法優(yōu)點是，相對眾多量測方式有較高的值，非常適合用于(lowDf)低損耗的材料驗證與開發(fā)，如PCB板前沿材料、(CCL)覆銅板的介電基材，PP玻璃纖維，樹酯，氟系材料。聚酰亞胺（PI）等。

測量方法：是將一片材料樣品插入到腔體中，會改變腔體的共振頻率（f）和品質(zhì)因子(Q)。根據(jù)這些測得的參數(shù)，可以計算出材料在某一頻率上的復(fù)數(shù)介電常數(shù)。典型的測量系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)分析儀、共振腔體治具以及計算軟件組成。

共振腔法也有許多不同的子方法和治具類型:分離式圓柱諧振腔(Split Cavity Resonator)、分離柱電介質(zhì)諧振腔(Split Post Dielectric Resonator)和于共振法開發(fā)的液態(tài)，粉態(tài)與固態(tài)測試夾具，以下介紹三種共振腔。

2.1分裂圓柱諧振器

SCR(Split Cylinder Resonant)分裂圓柱共振器是分成兩半的柱狀共振腔體。

樣品夾入到兩個半柱的中間。一個半柱是固定的，另一個是可調(diào)節(jié)的，來適應(yīng)不同厚度的樣品。根據(jù)樣品厚度、柱長以及分裂圓柱共振器在空載和載入樣品兩種條件下的S參數(shù)測量結(jié)果，可以計算出介電常數(shù)和損耗正切或、。

優(yōu)點:

1、SCR10GHz可提供值24000，可達(dá)10的負(fù)6次方的辨識度與穩(wěn)定度；

2、一顆SCR10GHz提供多頻率點量測；

3、可進(jìn)行TCDK-50~+150度高低溫量測；

4、測試軟件可搭配進(jìn)口或是國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)分析儀。

規(guī)范：IPC TM650 2.5.5.13

測試范圍：10GHz-84GHz共七種。

值:24000。

量測溫度范圍:-50~+150℃。