论文部分内容阅读
随着现代微波电子系统的快速发展,对能够工作在W波段的高性能微波材料的研制和测试技术提出了迫切的要求,其中,W波段低损耗微波介质材料的研制和测试是整个W波段微波技术发展的基础。对W波段低损耗微波介质材料而言,如何精确测量其相对介电常数和损耗角正切非常重要,在诸多W波段低损耗微波介质材料测试方法中,W波段准光腔测试法具有测量精度高、杂模抑制能力强、操作方便等优点,非常适合在毫米波波段对低损耗微波介质材料的相对介电常数和损耗角正切进行测量。为减少甚至消除高次模的影响,提高测量精度,本文从以下几个方面对W波段准光腔法复介电常数测试系统进行了研究:1、选择更容易获得较高精度的固定腔长法,通过对比平凹腔和双凹腔的优劣,选择了装载样品更方便、结构更简单的平凹腔结构。2、根据束波理论对准光腔内部场结构进行分析,利用MATLAB数值计算,得到腔体内基模和高阶模高斯波束的电场和磁场分布,给出准光腔的基本参量和耦合系数?的推导过程,并研究它们对腔体性能的影响。3、根据准光腔的基本参量和耦合系数?要求,采用穷举法计算出合适的腔长D;利用HFSS电磁仿真软件进行建模和仿真,对比分析通过式和反射式准光腔的性能,选用单端口反射式准光腔方式;将仿真得到的主模与高次模的谐振频率与理论计算结果相对比,得到基模频率偏差小于1MHz,符合测试要求。4、利用Solidworks三维机械结构设计软件,对全系统的结构进行设计、制图及加工,特别对关键尺寸的公差及模型的形位公差进行了详细的设计,最终设计并加工出满足要求的球面镜、平面镜、转接板、镜面定位装置及等高柱等全系统的结构件。5、搭建了两套不同腔长D的W波段准光腔复介电常数测试系统,将工作频率设置在86GHz到102GHz之间,对同一待测石英玻璃基片样品的复介电常数进行测试,并将测试结果与理论计算结果对比分析。