T5260A-2KA矢量網(wǎng)絡分析儀關于自由空間法電磁參數(shù)測試實例分享
一、簡介
自由空間法是一種非接觸、無損的電磁參數(shù)測量方法，基于傳輸/反射法測量原理，通過測量電磁波在材料中的傳輸和反射特性，推算出材料的電磁參數(shù)，包括介電常數(shù)、磁導率等。這種方法適用于測量均勻、各向同性的固體材料的復相對介電常數(shù)和復相對磁導率。
二、自由空間法的優(yōu)勢和特點
無需對樣品進行破壞或接觸，保證樣品完整性。
適用于寬頻帶內(nèi)的電磁參數(shù)測量，滿足不同應用場景需求。
測量過程穩(wěn)定可靠，結(jié)果具有可比性和可信度。
三、測試原理
自由空間法的測試原理是利用聚焦透鏡喇叭天線模擬平面電磁波，將電磁波輻射到自由空間。當遇到測試樣品時，會發(fā)生反射和透射現(xiàn)象。通過天線接收這些反射和透射信號，并忽略待測樣板邊緣繞射的影響，計算介質(zhì)材料的電磁參數(shù)。
圖3.1 自由空間法測試系統(tǒng)示意圖
四、測試系統(tǒng)組成
五、現(xiàn)場測試及應用案例
測試步驟
1. 矢網(wǎng)初始化，設置基本參數(shù)。
2. 調(diào)節(jié)透鏡和測樣位置的距離以及天線位置，到達理想測試狀態(tài)。
3.進行TRL校準。
4.校準完成后放置樣品，PC上通過軟件采集矢網(wǎng)測得的S參數(shù)，并解算電磁參數(shù)。
圖5.1 測試場景圖
圖5.2 被測樣品示意圖
數(shù)據(jù)比對
經(jīng)測試，將置樣后創(chuàng)遠矢網(wǎng)的S參數(shù)數(shù)據(jù)以S2P實部虛部形式保存，使用友商對應的參照數(shù)據(jù)比對，結(jié)果如下：
圖5.3反射數(shù)據(jù)對比圖
圖5.4傳輸數(shù)據(jù)對比圖
經(jīng)比對，創(chuàng)遠矢網(wǎng)測試的反射數(shù)據(jù)及傳輸數(shù)據(jù)與友商對應數(shù)據(jù)跡線趨勢一致，且更平滑。
通過電腦上的軟件，將數(shù)據(jù)解算獲得電磁參數(shù)數(shù)據(jù)，如下：
圖5.5 樣品電磁參數(shù)數(shù)據(jù)圖
圖5.6 樣品介電常數(shù)曲線圖
結(jié)論
自由空間法測聚四氟乙烯電磁參數(shù)中的介電常數(shù)參考范圍為1.96-2.16，經(jīng)比對符合實驗室標稱值。
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