緊湊型帶阻諧振腔夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電磁諧振檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域及非接觸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種緊湊型帶阻諧振腔夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]電介質(zhì)材料在微波器件、微波系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛；而介電常數(shù)是電介質(zhì)材料的重要特性參數(shù)，對(duì)器件性能起決定性的作用。因此，在對(duì)這些介質(zhì)材料的研制和使用過程中，需要對(duì)其介電常數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。
[0003]目前，介電常數(shù)的測(cè)定主要采用傳輸線法、電容法、諧振法和輻射法等。其中，諧振法測(cè)定精度最高，但由于諧振腔測(cè)試夾具某些條件下體積大，價(jià)格昂貴，限制了廣泛應(yīng)用。如中國(guó)專利申請(qǐng)(CN103149449A)中的測(cè)量裝置，通過充填前后的反射系數(shù)的變化反演介質(zhì)介電常數(shù)，這種裝置由于需要填充介質(zhì)材料，需要體積非常龐大，不利于廣泛應(yīng)用。
[0004]另外，對(duì)于厚度變化的非接觸測(cè)定，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的在線品管/品控環(huán)節(jié)非常重要，目前主要采用電容法，衍射法等。由于電容法精度較低，而衍射法要求較高，都不適宜工業(yè)化批量操作，并且一直是本領(lǐng)內(nèi)較難解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種介電常數(shù)和/或厚度變化測(cè)定的緊湊型帶阻諧振腔夾具及試件測(cè)定方法。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種緊湊型帶阻諧振腔夾具，包括:
[0007]如端蓋、后端蓋、側(cè)壁和內(nèi)芯；
[0008]所述前端蓋、后端蓋和側(cè)壁共同圍成諧振腔；
[0009]所述前端蓋和后端蓋的中心開設(shè)有通孔，所述內(nèi)芯穿過所述通孔固定在所述前端蓋和后端蓋上，并與所述前端蓋和后端蓋共同構(gòu)成同軸高頻傳輸線結(jié)構(gòu)；
[0010]所述側(cè)壁一側(cè)具有開窗，與所述前端蓋和后端蓋形成可供試件連續(xù)通過的試件加載窗口。
[0011]在本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述前端蓋為圓形前端蓋；所述后端蓋為圓形后端蓋；
[0012]所述側(cè)壁設(shè)置在所述圓形前端蓋和圓形后端蓋的圓周上，并且所述側(cè)壁開設(shè)有所述開窗，使得所述圓形前端蓋和圓形后端蓋的一段周緣開放形成所述試件加載窗口。
[0013]在本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述通孔為圓形通孔，并且所述圓形通孔的軸線與所述圓形前端蓋和圓形后端蓋的軸線同軸；所述內(nèi)芯的軸線與所述圓形通孔的軸線同軸，所述諧振腔為同軸線諧振腔。
[0014]在本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述通孔的外側(cè)具有同軸連接器；所述同軸連接器的軸線與所述內(nèi)芯的軸線同軸。
[0015]在本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述內(nèi)芯位于所述前端蓋和后端蓋外側(cè)兩端連接網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0016]在本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述前端蓋和后端蓋采用硬質(zhì)金屬加工制成。
[0017]在本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述前端蓋、后端蓋和側(cè)壁的內(nèi)壁電鍍有良導(dǎo)電鍍層，所述良導(dǎo)電鍍層包括銀鍍層或金鍍層。
[0018]本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種利用緊湊型帶阻諧振腔夾具的試件測(cè)定方法，包括以下步驟:
[0019]S1:將內(nèi)芯的兩端分別與分析儀的端口連接，向諧振腔引入高頻信號(hào)，并通過分析儀檢測(cè)諧振腔的諧振特性數(shù)據(jù)；
[0020]S2:在試件加載窗口未加載試件時(shí)，記錄所述諧振腔的空載諧振特性數(shù)據(jù)；
[0021]S3:在所述試件加載窗口中加載試件，并記錄所述諧振腔的加載諧振特性數(shù)據(jù)；
[0022]S4:根據(jù)所述空載諧振特性數(shù)據(jù)和加載諧振特性數(shù)據(jù)，分析計(jì)算得到所述試件的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)。
[0023]在本實(shí)用新型的試件測(cè)定方法中，所述空載諧振特性數(shù)據(jù)包括空載帶阻諧振頻點(diǎn)數(shù)據(jù)；所述加載諧振特性數(shù)據(jù)包括加載帶阻諧振頻點(diǎn)數(shù)據(jù)。
[0024]在本實(shí)用新型的試件測(cè)定方法的所述步驟S4中，通過對(duì)比所述空載帶阻諧振頻點(diǎn)數(shù)據(jù)和加載帶阻諧振頻點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算頻點(diǎn)的移動(dòng)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述試件的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)。
[0025]實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，至少具有以下的有益效果:本實(shí)用新型通過諧振腔試件加載窗口加載試件，檢測(cè)空載諧振特性數(shù)據(jù)和加載諧振特性數(shù)據(jù)，計(jì)算得到試件的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)；設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單，顯著減小諧振腔結(jié)構(gòu)尺寸，降低加工要求，測(cè)量基本不受高次模影響，測(cè)試精度相對(duì)較高。
[0026]另外，由于試件在試件加載窗口可以非接觸連續(xù)通過，本實(shí)用新型也可用于試件介電常數(shù)和/或厚度變化在線非接觸測(cè)量。
【附圖說明】
[0027]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0028]圖1是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)實(shí)施例的組裝示意圖；
[0029]圖2是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)實(shí)施例的另一角度的組裝示意圖；
[0030]圖3是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)實(shí)施例的分解示意圖；
[0031]圖4是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)實(shí)施例的加載試件后的示意圖；
[0032]圖5是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)實(shí)施例的空載時(shí)的諧振特性數(shù)據(jù)示意圖；
[0033]圖6是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)實(shí)施例的加載試件時(shí)的諧振特性數(shù)據(jù)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0035]如圖1-6所示，是本實(shí)用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個(gè)具體實(shí)施例，可與分析儀連接，可將此夾具和方法用于試件在線非接觸測(cè)量，以測(cè)定試件20的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)。可以理解的，該分析儀可以為網(wǎng)絡(luò)分析儀或其他分析儀器，可接收來自緊湊型帶阻諧振腔夾具的諧振特性數(shù)據(jù)進(jìn)行反演計(jì)算即可。
[0036]該緊湊型帶阻諧振腔夾具包括前端蓋11、后端蓋12、側(cè)壁13和內(nèi)芯14。其中，前端蓋11、后端蓋12和側(cè)壁13共同圍成諧振腔，并且在側(cè)壁13的一側(cè)形成開窗，與前端蓋11和后端蓋12形成供試件20通過的試件加載窗口 15。跟試件加載窗口 15尺寸適配的試件20可以連續(xù)的通過，通過帶阻諧振頻點(diǎn)的移動(dòng)，對(duì)介電常數(shù)和/或厚度變化進(jìn)行測(cè)定(詳后述)。
[0037]由于試件加載窗口 15設(shè)置在夾具的一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)試件20的連續(xù)加載，可以應(yīng)用在平板或薄膜生產(chǎn)線上，對(duì)平板或薄膜厚度在線實(shí)時(shí)非接觸連續(xù)檢測(cè)，有利于對(duì)需嚴(yán)格控制厚度平板或薄膜的生產(chǎn)。
[0038]如圖所示，在本實(shí)施例中，前端蓋11為圓形前端蓋11，在圓心處具有圓形通孔，供內(nèi)芯14穿過；前端蓋11的外側(cè)圓心處具有同軸連接器16，用于連接內(nèi)芯14與外部網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0039]后端蓋12帶為圓形后端蓋12，在圓心處也具有圓形通孔，供內(nèi)芯14穿過，后端蓋12的外側(cè)圓心處具有同軸連接器16，用于連接內(nèi)芯14與外部網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0040]該圓形通孔的軸線與圓形前端蓋11和圓形后端蓋12的軸線同軸；內(nèi)芯14的軸線與圓形通孔的軸線同軸，諧振腔為同軸線諧振腔。采用同軸線結(jié)構(gòu)諧振腔，工作在TEM模式，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體積是波導(dǎo)諧振腔的1/10 ~ 1/50，加工容易、成本低。而且，還可以實(shí)現(xiàn)非接觸厚度測(cè)量，既減小了測(cè)試夾具的體積，又保證了測(cè)試的精度。
[0041]在本實(shí)施例中，該側(cè)壁13與圓形后端蓋12為一體結(jié)構(gòu)，在圓形后端蓋12的周緣設(shè)置，并與圓形前端蓋11的周緣相接，組成同軸線諧振腔。同時(shí)，在側(cè)壁13的一側(cè)形成開窗，使得圓形前端蓋11和圓形后端蓋12的一段周緣開放形成試件加載窗口 15，以供試件20可以連續(xù)的通過。該結(jié)構(gòu)形式形成非對(duì)稱介質(zhì)加載，從而可以提供介質(zhì)介電常數(shù)測(cè)試的不問精度。
[0042]可以理解的，該側(cè)壁13也可以與前端蓋11 一體設(shè)置，再與后端蓋12的周緣拼合；或者，側(cè)壁13、前端蓋11、后端蓋12均為獨(dú)立構(gòu)件，側(cè)壁13通過焊接、黏結(jié)等各種方式固定設(shè)置在前端蓋11和后端蓋12的周緣。