專利名稱：一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備的制作方法
一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備，特別是涉及一種測(cè)量各向異性材料介電常數(shù)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
材料介電常數(shù)是表征電介質(zhì)或絕緣材料電性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，常用e表示。它是指在同一電容器中用同一物質(zhì)為電介質(zhì)和真空時(shí)的電容的比值，表示電介質(zhì)在電場(chǎng)中貯存靜電能的相對(duì)能力。介電常數(shù)具有復(fù)數(shù)形式，實(shí)數(shù)部分稱為介電常數(shù)，虛數(shù)部分稱為損耗因子，通常用損耗正切值(損耗因子與介電常數(shù)之比)來表示材料與微波的耦合能力，損耗正切值越大，材料與微波的耦合能力就越強(qiáng)。 測(cè)量材料的介電常數(shù)的方法和設(shè)備很多，但是都只能測(cè)量各向同性材料的介電常數(shù)，不能測(cè)量各向異性的材料的介電常數(shù)。也即，現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)量材料的介電常數(shù)的方法和設(shè)備大多只能測(cè)量各個(gè)方向上介電常數(shù)均相同的材料的介電常數(shù)，而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)方向上介電常數(shù)不相同的材料的介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)中提供的設(shè)備測(cè)量只能測(cè)量各向同性的材料的介電常數(shù)，而各向異性的材料的介電常數(shù)的測(cè)量是個(gè)難題，現(xiàn)有技術(shù)不能測(cè)量各向異性的材料的介電常數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施例提供一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)各向異性的材料的不同方向的介電常數(shù)都有準(zhǔn)確的測(cè)量的問題。一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備包括頂部開口以放置被測(cè)介質(zhì)的腔體和位于該腔體內(nèi)部的用于發(fā)射電磁波的同軸線，其中腔體的底部的長(zhǎng)度大于0.5倍波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)為同軸線發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)，且該腔體的頂部的長(zhǎng)度小于等于0. I倍波長(zhǎng)，腔體的底部的寬度和頂部的寬度小于該腔體的底部的長(zhǎng)度。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過對(duì)腔體的設(shè)計(jì)，使得在腔體的出口處形成倏逝波，并利用不同介電常數(shù)的被測(cè)材料對(duì)倏逝波的電場(chǎng)分量的影響，通過測(cè)量腔體內(nèi)電磁波的變化，反推出被測(cè)材料各個(gè)方向的介電常數(shù)，從而對(duì)各向異性的材料的不同方向的介電常數(shù)都有準(zhǔn)確的測(cè)量。

圖I是本發(fā)明實(shí)施例一測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備的正視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例二測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例二測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備的正視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，圖2，本發(fā)明實(shí)施例一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備第一實(shí)施例包括如圖I所示，本實(shí)施例中的測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備包括頂部開口以放置被測(cè)介質(zhì)的腔體11，以及位于腔體11內(nèi)部的用于發(fā)射電磁波的同軸線12，如圖2所示，其中，腔體11的底部的長(zhǎng)度a大于0. 5倍波長(zhǎng)，且腔體11的頂部的長(zhǎng)度％小于0. I倍波長(zhǎng)，腔體11的底部的寬度b和頂部的寬度Id1小于腔體11的底部的長(zhǎng)度a，本實(shí)施例中的波長(zhǎng)是指同軸線12發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)；本實(shí)施例中同軸線12的同軸線芯13離腔體11的底部得距離是0. 25倍波長(zhǎng)；同軸線12是懸空在腔體11內(nèi)的，與腔體11的背側(cè)面不連接；
因?yàn)榍惑w11的底部的長(zhǎng)度a大于0. 5倍波長(zhǎng)，且腔體11的頂部的長(zhǎng)度B1小于0. I倍波長(zhǎng)，所以在腔體11內(nèi)傳播的電磁波能夠在出口處，即腔體11得頂部截止，并且截止的電磁波會(huì)在出口處形成倏逝波，其電場(chǎng)分量都指向同一方向，如圖I中箭頭所示；將被測(cè)材料14放到腔體11出口處的倏逝波場(chǎng)內(nèi)，利用不同介電常數(shù)的被測(cè)材料對(duì)倏逝波的電場(chǎng)分量的影響，進(jìn)而影響從出口處反射回的電磁波，從而導(dǎo)致腔體11內(nèi)的電磁場(chǎng)分布發(fā)生變化，所以通過測(cè)量腔體11內(nèi)電磁場(chǎng)的變化，就能反推出被測(cè)材料某個(gè)方向的介電常數(shù)。在本實(shí)施例中，通過對(duì)腔體的設(shè)計(jì)，使得在腔體的出口處形成倏逝波，并利用不同介電常數(shù)的被測(cè)材料對(duì)倏逝波的電場(chǎng)分量的影響，通過測(cè)量腔體內(nèi)電磁場(chǎng)的變化，反推出被測(cè)材料一個(gè)方向的介電常數(shù)，通過多次移動(dòng)被測(cè)材料的方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同方向上的被測(cè)材料的介電常數(shù)的測(cè)量，從而對(duì)各向異性的材料的不同方向的介電常數(shù)都有準(zhǔn)確的測(cè)量。請(qǐng)參閱圖3，圖4，本發(fā)明實(shí)施例一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備第二實(shí)施例包括本實(shí)施例中的測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備包括腔體21，其中，腔體21的底部的長(zhǎng)度a大于0. 5倍波長(zhǎng)，且腔體21的頂部的長(zhǎng)度小于或者等于0. I倍波長(zhǎng)，腔體21的底部的寬度b和頂部的寬度Id1小于腔體21的底部的長(zhǎng)度a ；本實(shí)施例中的設(shè)備還包括設(shè)置在腔體內(nèi)21的同軸線22，如圖2所示，同軸線22的同軸線芯23離腔體21的底部得距離是0. 25倍波長(zhǎng)；同軸線22是懸空在腔體21內(nèi)的，與腔體21的背側(cè)面不連接；本實(shí)施例中的波長(zhǎng)是指同軸線12發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)；進(jìn)一步的，腔體21的底部的寬度b和頂部的寬度Id1小于0. I倍波長(zhǎng)，或者無限趨近于0 ;進(jìn)一步的，腔體21的底部的寬度b大于等于頂部的寬度Id1 ；進(jìn)一步的，同軸線22的外層金屬連接到腔體21的壁上；進(jìn)一步的，同軸線22用于發(fā)射電磁波；進(jìn)一步的，可以利用本同軸線22測(cè)量同軸線22所在位置的電磁波強(qiáng)度和相位；也可以設(shè)置另外的同軸線測(cè)量腔體21內(nèi)某位置的電磁波強(qiáng)度和相位；也可以使用其他方法測(cè)量腔體21內(nèi)某位置的電磁波強(qiáng)度和相位；此處不做限制；因?yàn)榍惑w21的底部的長(zhǎng)度a大于0. 5倍波長(zhǎng)，且腔體21的頂部的長(zhǎng)度B1小于0. I倍波長(zhǎng)，所以在腔體21內(nèi)傳播的電磁波能夠在出口處，即腔體21得頂部截止，并且截止的電磁波會(huì)在出口處形成倏逝波，其電場(chǎng)分量都指向同一方向，如圖2中箭頭所示；將被測(cè)材料24放到腔體21出口處的倏逝波波場(chǎng)內(nèi)，利用不同介電常數(shù)的被測(cè)材料對(duì)倏逝波的電場(chǎng)分量的影響，進(jìn)而影響從出口處反射回的電磁波，從而導(dǎo)致腔體21內(nèi)的電磁場(chǎng)分布發(fā)生變化，所以通過測(cè)量腔體21內(nèi)電磁波的變化，就能反推出該被測(cè)材料某個(gè)方向的介電常數(shù)；如果要測(cè)量該材料另個(gè)方向的介電常數(shù)，則移動(dòng)該材料到要測(cè)量的方向，再測(cè)量腔體21內(nèi)電磁波的變化，進(jìn)而反推出該被測(cè)材料在該方向的介電常數(shù)。通過多次移動(dòng)被測(cè)材料的方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同方向上的被測(cè)材料的介電常數(shù)的測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各向異性的材料的不同方向的介電常數(shù)都有準(zhǔn)確的測(cè)量；在本實(shí)施例中，通過對(duì)腔體的設(shè)計(jì)，使得在腔體的出口處形成倏逝波，并利用不同介電常數(shù)的被測(cè)材料對(duì)倏逝波的電場(chǎng)分量的影響，通過測(cè)量腔體內(nèi)電磁波的變化，反推出被測(cè)材料各個(gè)方向的介電常數(shù)，從而對(duì)各向異性的材料的不同方向的介電常數(shù)都有準(zhǔn)確的 測(cè)量。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括頂部開口以放置被測(cè)介質(zhì)的腔體和插入述腔體內(nèi)部的用于發(fā)射電磁波的同軸線，所述腔體的底部的長(zhǎng)度大于0. 5倍波長(zhǎng)，所述波長(zhǎng)為同軸線發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)，且腔體的頂部的長(zhǎng)度小于等于0. I倍波長(zhǎng)，所述腔體的底部的寬度和頂部的寬度小于所述腔體的底部的長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述腔體的頂部的出口處能產(chǎn)生倏逝波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述倏逝波的電場(chǎng)分量指向同一方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述腔體的底部的寬度和頂部的寬度小于0. I倍波長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述腔體的底部的寬度和頂部的寬度無限趨近于O。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其特征在于，所述腔體的底部的寬度大于頂部的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述同軸線包括有同軸線芯，所述同軸線芯離所述腔體的底部得距離為0. 25倍波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述同軸線用于測(cè)量本同軸線所在位置的電磁波強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述同軸線還用于測(cè)量本同軸線所在位置的相位。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備可以包括另一同軸線，所述另一同軸線用于測(cè)量該同軸線所在位置的電磁波的相位或強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)量介電常數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備包括頂部開口以放置被測(cè)介質(zhì)的腔體和位于該腔體內(nèi)部的用于發(fā)射電磁波的同軸線，腔體的底部的長(zhǎng)度大于0.5倍波長(zhǎng)，且腔體的頂部的長(zhǎng)度小于0.1倍波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)為同軸線發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)，腔體的底部的寬度和頂部的寬度小于腔體的底部的長(zhǎng)度，使得在腔體的出口處形成倏逝波，并利用不同介電常數(shù)的被測(cè)材料對(duì)倏逝波的電場(chǎng)分量的影響，通過測(cè)量腔體內(nèi)電磁波的變化，反推出被測(cè)材料各個(gè)方向的介電常數(shù)，從而對(duì)各向異性的材料的不同方向的介電常數(shù)都有準(zhǔn)確的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R27/26GK102778609SQ20111012424
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉京京, 劉若鵬, 欒琳 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院