電磁特性的測量方法——網(wǎng)絡(luò)參數(shù)法

看過《哈利波特》的朋友們一定對三大死亡圣器之一的隱形斗篷印象深刻，它不僅保護(hù)了哈利的祖先，也幫助哈利進(jìn)行各種調(diào)查，可以說是人人眼饞的寶物了。

如果你有哈利波特的隱形斗篷，

你最想用它做什么？

隱身的奧秘

在現(xiàn)實(shí)生活中，隱形衣也一直是科學(xué)家們想要攻克的課題?，F(xiàn)如今，已經(jīng)有投入使用的隱形戰(zhàn)斗機(jī)，這種戰(zhàn)斗機(jī)是通過在機(jī)身涂上一層高效吸收電波的物質(zhì)材料，讓雷達(dá)無法追蹤，得到“隱形”的效果。

而麻瓜們想要得到隱形斗篷，則需要找到一種特殊的材料，這種材料能夠折射光線及物體周圍的電磁射線，才能在表面上給人“隱身”的感覺。

那么，我們該如何找到這種材料呢？首先，你需要了解材料的性能測試方法。

在上一篇文章《你與漫威英雄的差距可不止一面振金的盾牌，還有。..。..》中，我們介紹了如何使用諧振法對材料的特性之一——電磁特性進(jìn)行測試，本文將為大家重點(diǎn)介紹另一種材料電磁特性的測量方法——網(wǎng)絡(luò)參數(shù)法。

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)法

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)法，是將待測材料樣品視為單一端口或雙端口網(wǎng)絡(luò)，利用時(shí)域法、傳輸/反射法、自由空間法等測試出表征網(wǎng)絡(luò)特性的參數(shù)，通常是散射參數(shù)或復(fù)反射系數(shù)，據(jù)此推出材料的復(fù)介電常數(shù)及復(fù)磁導(dǎo)率等。

傳輸/反射法是將被測材料填充在傳輸線內(nèi)構(gòu)成一個雙端口網(wǎng)絡(luò)，通過測量散射矩陣，可以計(jì)算被測材料的電磁特性參數(shù)。傳輸/反射法可以實(shí)現(xiàn)寬帶測量，一般適用于高損耗材料測量。

根據(jù)使用的傳輸線不同，分為波導(dǎo)傳輸/反射法和同軸傳輸/反射法。

波導(dǎo)傳輸/反射法

波導(dǎo)傳輸/反射法主要用于片狀材料樣品微波電磁參數(shù)的測量，測量樣品較小，容易制作。測量系統(tǒng)基于波導(dǎo)傳輸測量法，采用TRL法在波導(dǎo)端面校準(zhǔn)，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量散射參數(shù)，并通過自動測量軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)顯示與存儲等功能。

對于較薄的材料，可以直接夾在波導(dǎo)之間測量，該方法還可以支持THz材料的測試。

同軸傳輸/反射法

同軸傳輸/反射法主要用于圓環(huán)狀材料樣品微波電磁參數(shù)的測量，測量頻段寬。測量系統(tǒng)基于同軸傳輸測量法，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量散射參數(shù)，并通過自動測量軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)顯示與存儲等功能。

空間法

空間測量方法與自動測量系統(tǒng)主要用于板狀吸波材料樣品微波電磁參數(shù)的測量。測量系統(tǒng)基于自由空間傳輸測量法，采用TRL法直接在測量樣品端面校準(zhǔn)，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量散射參數(shù)，并通過自動測量軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)顯示與存儲等功能。

同軸探針法

同軸探針法適用于液體材料、半固體和板材的電磁參數(shù)測量。將同軸探針放入待測液體材料中，或與待測材料表面充分接觸，通過測量端口反射系數(shù)的幅度相位，計(jì)算材料的介電常數(shù)與損耗角正切。

傳統(tǒng)的同軸探針法要求待測材料為半無限大，而通過終端加載，同軸探針法也可以用于少量液體和平板材料的測量。

總 結(jié)

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責(zé)任編輯：haq