專利名稱：介質(zhì)材料的介電特性測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波湖U試技術(shù)領(lǐng)域，更員體說是介質(zhì)
材料的介電特性測量裝置，可對介質(zhì)材料的復(fù)介電
常數(shù)等介電特性進行測量
10
背景技術(shù)：
在微波設(shè)備和微波電路中，尤其是微波集成電路
中，電介質(zhì)的應(yīng)用極為廣泛。介質(zhì)材料的介電特性對
電磁波的傳播速度、工作波長、特征阻抗、功率損耗
15等都有很大影響與微波裝置和器件的技術(shù)性能也有
著密切的關(guān)系準(zhǔn)確了解介電材料的介電特性，對正
確應(yīng)用介質(zhì)材料也是十分必要的因此，在微波頻率
下找到合適的測量方法并能準(zhǔn)確地測量微波電介質(zhì)
的特性參里就顯得尤為重要
目前介電常數(shù)的測量方法和測量裝置已有許多
種，但是每 一 種方法或裝置都有其優(yōu)缺點及適用頻率 范圍。一 方面，現(xiàn)有的 一 些測量方法的測試精度需要
進一步提高， 應(yīng)用頻率需要進一步拓寬； 另一方面，針對不斷發(fā)展的新材料技術(shù)， 需要一些適用于特殊材料或特殊環(huán)境下材料的介電特性測量新方法或新技術(shù)。
隨著微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及其校準(zhǔn)技術(shù)的不斷發(fā)5 展， 出現(xiàn)了一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀的介電常數(shù)測量方法一傳輸反射法， 這種方法是通過測量傳輸系數(shù)和反射系數(shù)來確定樣品的復(fù)介電常數(shù)。
由于其具有操作簡單、測量速度快、測量頻帶寬、 無輻射損耗及測量精度較高等優(yōu)點， 已經(jīng)成為目前各種微波測量方法中研究得10 最多、 應(yīng)用最為廣泛的一種。
按照樣品夾具的不同，傳輸反射法可分為同軸型、 矩形波導(dǎo)型、 圓波導(dǎo)型、帶線型及微帶線型等多種類型。其中微帶線法的測試夾具相對比較簡單， 但是目前通常需要先將被測樣品制備成一定厚度的基片， 然后在基片上根據(jù)設(shè)計制備1 5
微帶電路， 才能完成傳輸反射測量。這樣對于多種材料的測量， 就需要制備多種材料基片的微帶線樣品，因此這些方法屬于有損測量， 成本比較高， 不具有普遍適用性。20

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問題， 本發(fā)明的目的在于提供一種介質(zhì)材料的介電特性測量裝置， 該裝置的應(yīng)用可以進
行電介質(zhì)材料的介電常數(shù)無損測量，同時具有提高測 試效率、降低成本的優(yōu)點。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是
本發(fā)明 一 種介質(zhì)材料的介電特性測量裝置，其特 5 征在于，其中包括
一測試盒，該測試盒為 一 矩形腔體，其上部為一 開口狀；
兩微波法蘭接頭，該兩微波法蘭接頭和位于測試 盒腔體相對的兩側(cè)外的腔壁上，通過該兩微波法蘭接 10 頭實現(xiàn)微波信號的輸入輸出；
一共面微帶線，該共面微帶線位于測試盒內(nèi)的底 面上，該共面微帶線兩端與兩微波法蘭接頭連接，實 現(xiàn)微波信號的穩(wěn)定傳輸；
一屏蔽蓋，該屏蔽蓋位于測試盒的上部，對外界 15 干擾電噪聲具有屏蔽作用。
其中所述的兩微波法蘭接頭是2 4 mm或3 . 5 mm 的同軸型法蘭接頭。
其中共面微帶線包括， 一 中心電極，該中心電極 位于共面微帶線的中間，該中心電極的兩側(cè)為地電極。
20 其中共面微帶線兩端與兩微波法蘭接頭連接是指 共面微帶線的中心電極的兩端與兩微波法蘭接頭連接。
其中共面微帶線的地電極與測試盒的腔體相連接。
其中試盒為導(dǎo)體材料
本發(fā)明的有益效果是
通過測試裝置的使用使介
電特性測試過程簡化，能夠快速簡便可十. 罪咼效地進行
多種不同介質(zhì)樣品的無損測量，達到提高效率、降低
成本的巨的
10


為進一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)
和實施例對本發(fā)明作進步說明，g巾
圖1是本發(fā)明試合的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明測試盒的剖面圖
15
圖3是圖1中加入測試樣片的結(jié)構(gòu)示意圖
20
實施方式
請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明 一 種介質(zhì)材料的
特性咖且 測里裝置，其中包括
—測試盒1，該測l式 品 1為一矩形腔體，其上部
開□狀；該屑(J "l^i 品1為導(dǎo)體材料；
兩微波法蘭接頭2和3 ，該兩微波法蘭接頭2和 3位于測試盒1腔體相對的兩側(cè)外的腔壁上，通過該 兩微波法蘭接頭2和3實現(xiàn)微波信號的輸入輸出；其 中所述的微波法蘭接頭2禾B3是2.4mm或3.5mm的
同軸型法蘭接頭；
一共面微帶線4，該共面微帶線4位于測試盒1 內(nèi)的底面上，該共面微帶線4兩端與兩微波法蘭接頭 2和3連接，實現(xiàn)微波信號的穩(wěn)定傳輸；該共面微帶 線4包括， 一 中心電極4 1 ，該中心電極4 1位于共
面微帶線4的中間，該中心電極4 1的兩側(cè)為地電極 4 2;該共面微帶線4兩端與兩微波法蘭接頭2和3 連接是指共面微帶線4的中心電極4 1的兩端與兩微 波法蘭接頭2和3連接；該共面微帶線4的地電極4 2與測試盒1的腔體相連接；
—屏蔽蓋5 ，該屏蔽蓋5位于測試盒1的上部，
對外界干擾電噪聲具有屏蔽作用。
請再參閱圖1 ，在圖1的實施例中，用整塊導(dǎo)體 材料機械加工出測試盒1 ，測試盒1內(nèi)底面的高度以 測試盒整體高度的一半為宜，注意底面和腔壁的加工 平整度。按照微波法蘭接頭的尺寸和安裝技術(shù)要求， 在測試盒1腔體相對兩側(cè)的腔壁上打孔并安裝微波法 蘭接頭2和3 ，通過焊接保證微波法蘭接頭2和3的外導(dǎo)體與測試盒i的腔體良好連接微波法接頭2
和3的內(nèi)導(dǎo)體高度 一 致，且與測試合 JUL1內(nèi)部底面的間
距略大于八面微帶線4的厚度，便于共面微帶線4放
置在其中采用常規(guī)微電子工藝制備二氧化鋁±h /人面
微帶線4，長度等于微波法蘭接頭2和3的內(nèi)導(dǎo)體間
距，厚度和微帶線電極尺寸的比例按昭 八、、50歐姆特征
阻抗要求設(shè)計，這樣有利于實現(xiàn)微波<言號的穩(wěn)定傳車1，'J o
通過焊接保證微波法蘭接頭2禾口 3的內(nèi)'導(dǎo)體分別與±fc
面微帶線4的中心電極的兩端良好連接，共面微帶線
4的地電極與測試盒1腔體良好連接，實現(xiàn)微波信號
的輸入輸出
請參閱圖2 ，用與測試盒1 同樣的導(dǎo)體材料加工
—矩形屏蔽芏5 ，其大小以覆蓋測試合1上部開□為
宜，實現(xiàn)對外界干擾電噪聲的屏蔽功i能,
工作過程:
請參閱圖1 ，在圖1的實施例中，將測試合 n~n.1視
為被測物，用微波電纜將微波法蘭接頭2和3與校準(zhǔn)
過的微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試端口相連，進行測試合
1的散射參數(shù)測量。請結(jié)合參閱圖3將被測介質(zhì)材
料樣片6對稱地放置在it Z人面微帶線4的中間區(qū)域保
證良好接觸，蓋上屏蔽生5 。將加載介質(zhì)材料樣片6
后的測試盒1視為被測物，類似地用微波電纜將微波
法蘭接頭2和3與校準(zhǔn)過的微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試端口相連，進行加載介質(zhì)材料樣片6后的散射參數(shù)測 量。得到加載介質(zhì)材料樣片6前后的測試數(shù)據(jù)后，運 用網(wǎng)絡(luò)理論和微波電磁場理論進行推導(dǎo)運算，可以得 到介質(zhì)材料樣片6的介電特性。
權(quán)利要求
1、一種介質(zhì)材料的介電特性測量裝置，其特征在于，其中包括一測試盒，該測試盒為一矩形腔體，其上部為一開口狀；兩微波法蘭接頭，該兩微波法蘭接頭和位于測試盒腔體相對的兩側(cè)外的腔壁上，通過該兩微波法蘭接頭實現(xiàn)微波信號的輸入輸出；一共面微帶線，該共面微帶線位于測試盒內(nèi)的底面上，該共面微帶線兩端與兩微波法蘭接頭連接，實現(xiàn)微波信號的穩(wěn)定傳輸；一屏蔽蓋，該屏蔽蓋位于測試盒的上部，對外界干擾電噪聲具有屏蔽作用。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)材料的介電特性測量裝置，其特征在于，其中所述的兩微波法接頭是2.4: mm或5mm的同軸型法蘭接頭。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)材料的介電特性20測量裝置，其特征在于，其中共面微帶線包括中心電極，該中心電極位于共面微帶線的中間，該中心電極的兩側(cè)為地電極。
4 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)材料的介電特性 測量裝置，其特征在于，其中共面微帶線兩端與兩微 波法蘭接頭連接是指共面微帶線的中心電極的兩端與 兩微波法蘭接頭連接。
5 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)材料的介電特性測量裝置，其特征在于，其中共面微帶線的地電極與 測試盒的腔體相連接。
6 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)材料的介電特性 測量裝置，其特征在于，其中測試盒為導(dǎo)體材料。
全文摘要
本發(fā)明一種介質(zhì)材料的介電特性測量裝置，其特征在于，其中包括一測試盒，該測試盒為一矩形腔體，其上部為一開口狀；兩微波法蘭接頭，該兩微波法蘭接頭和位于測試盒腔體相對的兩側(cè)外的腔壁上，通過該兩微波法蘭接頭實現(xiàn)微波信號的輸入輸出；一共面微帶線，該共面微帶線位于測試盒內(nèi)的底面上，該共面微帶線兩端與兩微波法蘭接頭連接，實現(xiàn)微波信號的穩(wěn)定傳輸；一屏蔽蓋，該屏蔽蓋位于測試盒的上部，對外界干擾電噪聲具有屏蔽作用。
文檔編號G01R27/26GK101196545SQ200610164879
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者宇 劉, 欣 王, 祝寧華 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所