【电子行业标准(SJ)】 微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率测试方法

中华人民共和国电子行业军用标准FL5971
SJ20512—1995
微波大损耗固体材料复介电
常数和复磁导率测试方法
Test methods for permittivity andpermeability of microwave highlosssolidmaterials
1995-05-25发布
1995-12-01实施
中华人民共和国电子工业部
中华人民共和国电子行业军用标准微波大损耗固体材料复介电
常数和复磁导率测试方法
Test methods for permittivity and permeability ofmicrowavehighlosssolidmaterials1范围
1.1主题内容
SJ20512-1995
本标准规定了采用传输/反射原理的微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率的测试方法。
1.2适用范围
本标准适用于均匀、各向同性的微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率的测量。频率范围：2~40GHz。
材料测试范围：e，=2~100，μ，=0.6~10，tang,<1.2, tang,<1.5
tano>0.1。
2引用文件
GB11450.2-89
空心金属波导第二部分：普通矩形波导有关规范3定义
3.1符号、代号
e,：相对复介电常数，e,=e,-je\；r相对复磁导率，u=-,；
Su1、S21、S12、S22:双口网络散射参数；d：试样厚度：
f:测试频率；
a：矩形波导宽边尺寸；
b：矩形波导窄边尺寸
入o：自由空间波长；
入。：空波导截止波长；
入u：电磁介质中波导波长；
中华人民共和国电子工业部1995-05-25发布1995-12-01实施
k，c：真空中光速；
1。Zo：传输线特征阻抗；
T：试样的复反射系统：
T：试样的传输系统；
8：试样电损耗角；
8：试样磁摄耗角；
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(erpr)\
Beu：试样电磁损耗角tan=
其中：(er)=e,r-err)
(eu)\=erur\le,ur';
△/Sul：Su模值的最大测量误差；r.
△u:Su相位最大测量误差；
△/S211:S21模值的最大测量误差；△Φ2tS2.相位的最大测量误差；△d：试样厚度d的最大测量误差；Af：频率测量误差；
Ae,:e,的测量误差；
Aμr:μ的测量误差；
A：填充试样的衰减量。
一般要求
4.1试验的标准大气条件
度：15~35T；
相对湿度：20%～80%；
压：试验场所的气压。
详细要求
5.1方法原理概要
将其中填充有被测试样材料的测试夹具接入测试系统，则测试夹具可以等效成为一个双口网络，由网络理论可以推导出其中试样材料的电磁参数e，与该双口网络的S参数之间的关系式。于是通过测出被测网络的［S]矩阵各元素可以求得试样材料的e（等效过程如图1,图2所示)。
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图1测试夹具等效为一个双口网络5.2试验仪器、设备及其要求
5.2.1扫频信号源
图2双口网络S参数示意图
当频率为2~26.5GHz时，输出功率大于10mW；频率准确度优于1×10-4×f当频率为26.5~40GHz时，输出功率大于5mW；频率准确度优于1×10=5×f5.2.2网络分析仪
S参数测试不确定度（2～40GHz)：A/Sm/≤0.02//S1l;
Apu≤2//Sul;
△/S2/≤0.15dB
△/S2/≤0.05dB+0.02XA
A/S21l≤0.05dB+0.04×A
≤2。
其中：A=20lgTS21T
5.3测试系统
(A≤10dB);
(10(30dB≤A≤40dB)；
测试系统由网络分析仪和测试夹具组成，网络分析仪用于测量装有被测试样的测试夹具的散射参数。
测试夹具
校准平面
校准平面
图3测试系统示意图
5.4试样及其制备
5.4.1试样夹具
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试样制作在试样夹具中，如图4.图5所示。试样夹具可以采用相应频段的矩形波导传输线或500无支撑同轴传输线。
矩形波导传输线作为试样夹具时，其尺寸要求按GB11450.2的规定。同轴传输线作为试样夹具时，外导体的内经为7±0.005mm，内导体的外径为3.04土0.003mm。
图4同轴试样夹具示意图
图5矩形波导试样夹具示意图
5.4.2试样要求
试样厚度为入mm/4左右；
试样材料应均匀，试样中应避免气孔（直经小于0.1mm均匀分布的微孔除外），无裂缝；
试样与测试夹具之间隙缝应尽可能小；c.
d。试样两端均应测试夹具轴线（电磁波入射方向）垂直；o.
试样及测式夹具表面应干净清洁，平整光滑。5.5试验程序
a开机预热，使系统正常工作：
b。对双口网络散射参数S测度系统进行校准，使之满足测试要求；4
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将装有被测试样的测试夹具连接在网络分析仪测试端口；c
d，用已校准的测试系统测量装有被测试样的测试夹具的双口网络散射参数S。5.6试验结果的计算和评定
将试样的双口网络散射参数S代入计算公式，计算材料试样的相对复介电常数，相对复磁导率r。
5.6.1同轴试样计算公式
式中：
T=K±/2-1(这里\±\取决于Ir|≤1)[S?-S2?]+1
5.6.2波导试样计算公式
式中：入,=2a,^o=c/f
=±j2元a免费标准bzxz.net
ln（会），
（这里±取决于Re（A)≥0
a一波导宽边尺寸，mm;
c真空中光速，2.998×10llmm/s；d—试样厚度，mm；
f测试频率,Hz;
5.7测量误差
2~26.5GHz:
er10%；
1Atang,≤10%×tang,+0.05;
10%；
Atang./≤10%Xtand,+0.05;
26.540GHz：
10%；
1Atang./≤10%×tang,+0.1;
10%；
Atand.≤10%Xtan,+0.1;
附加说明：
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本标准由中国电子技术标准化研究所归口。本标准由电子科技大学、中国电子技术标准化研究所起草。本标准主要起草人：曹江、王玉功、杨崇峰、葛锦春、张其动、韩宇字峰。计划项目代号：B35005。
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