引言：隨著材料測(cè)試領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)高性能纖維及復(fù)合材料的企業(yè)日益增多，材料的介電常數(shù)及損耗角正切的測(cè)量也變得十分重要。

本次測(cè)試實(shí)例分享的是：使用T5260A-2KA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，利用準(zhǔn)光腔法對(duì)聚四氟乙烯材料進(jìn)行測(cè)試。

準(zhǔn)光腔通過(guò)計(jì)算加載樣品前后的品質(zhì)因數(shù)反演復(fù)介電常數(shù)，常用的類型主要有雙球面型和半球面型，與其它封閉腔相比具有操作方便，測(cè)試精度和靈敏度高等特點(diǎn)，因此準(zhǔn)光腔在高頻的應(yīng)用更加便捷。

測(cè)試場(chǎng)景圖

圖1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試場(chǎng)景圖

被測(cè)材料實(shí)物圖

圖2 聚四氟乙烯材料實(shí)物圖

測(cè)試步驟

1.搭建測(cè)試平臺(tái)

通過(guò)線纜連接夾具與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀通過(guò)網(wǎng)口與計(jì)算機(jī)連接好，并配置所需運(yùn)行環(huán)境。

2.測(cè)試空腔數(shù)據(jù)

在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行軟件，進(jìn)行空腔數(shù)據(jù)的初步測(cè)試。

3.調(diào)整空腔諧振峰值

在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上將諧振峰以窄帶顯示，調(diào)整諧振腔的探針，使峰值接近-50dB，再次測(cè)試空腔數(shù)據(jù)。

4.測(cè)試置樣后的數(shù)據(jù)

確保樣品平穩(wěn)放置到腔體后，利用軟件抓取置樣后的測(cè)試數(shù)據(jù)。

5.計(jì)算獲得數(shù)據(jù)

運(yùn)行軟件獲取介電常數(shù)、損耗角正切值。

測(cè)試的示意圖如下所示：

圖3 準(zhǔn)光腔測(cè)試系統(tǒng)示意圖

測(cè)試內(nèi)容

針對(duì)被測(cè)樣品(聚四氟乙烯材料)，在測(cè)試8GHz—19GHz頻段內(nèi)，諧振峰各個(gè)頻點(diǎn)的介電常數(shù)實(shí)部的測(cè)試結(jié)果標(biāo)稱值為2.037，系統(tǒng)測(cè)量精度為±0.03;損耗角正切值為1.97 x10^-4，系統(tǒng)測(cè)量精度為±0.001。

1.介電常數(shù)測(cè)試：

如圖所示，放入被測(cè)材料后，由材料測(cè)試軟件抓取當(dāng)前矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出介電常數(shù)，七次不同點(diǎn)頻處的測(cè)量結(jié)果分別為：2.034，2.042，2.034，2.033，2.035，2.038，2.042。

圖4.1 聚四氟乙烯材料介電常數(shù)測(cè)試結(jié)果圖

2.損耗角正切測(cè)試：

如圖所示，獲取S參數(shù)數(shù)據(jù)后，通過(guò)材料測(cè)試軟件計(jì)算出損耗角正切值，七次不同點(diǎn)頻處的測(cè)量結(jié)果分別為：1.97x10^-4，1.96x10^-4，1.94x10^-4，1.93x10^-4，2.02x10^-4，1.98x10^-4，1.99x10^-4。

對(duì)比第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的測(cè)試結(jié)果，聚四氟乙烯材料的介電常數(shù)和損耗角正切值，與T5260A-2KA網(wǎng)分實(shí)際測(cè)試的結(jié)果基本一致。

圖4.2 聚四氟乙烯材料損耗角正切測(cè)試結(jié)果圖

測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比一覽表