介電常數(shù)DkDf介質損耗因數(shù)測量方法介紹
1、傳輸線法
傳輸線法測量是(介電值)和(磁導率)主流測量方法，可在范圍頻率內(nèi)的設定任意頻率點上進行測量。輸線法需要將材料置于一部分封閉的傳輸線內(nèi)部，其線路是使用一段矩形波導或同軸空氣線，根據(jù)反射信號(S11)和傳輸信號(S21)的測量結果計算得出。
傳輸線要求，樣品填充到治具橫截面中，治具壁沒有空隙，表面平坦光滑，與長軸垂直均勻介質。
碳纖維、吸波材等材料在雷達、航天等做吸收或是屏蔽電波，多采用此方法。
1.1同軸法
測試范圍：100M~18G
樣品要求：環(huán)狀，材料需加工；表面光滑，并且兩個端面與傳輸線的軸線垂直；樣品長度和測試頻率相關，其量測度與樣品工藝息息相關。
方案配置：網(wǎng)分+同軸夾具+軟件+TRL校準件
圖1WR同軸方案夾具
1.2波導法
測試范圍：100M~110G（頻率分段）
樣品要求：矩形塊狀，材料需加工；表面光滑，并且兩個端面與傳輸線的軸線垂直；測試頻率與規(guī)范要求相關。頻率越高，樣品越小，尺寸要求更精細，量測度很大程度取決于樣品制作工藝。
方案配置：網(wǎng)分+波導夾具+軟件+OSL校準件。
使用新一代的波導夾具可易于做校正，避免漏波使數(shù)據(jù)更。
下圖是波導夾具：
圖2WR波導夾具
2、共振法
共振法優(yōu)點是，相對眾多量測方式有較高的值，非常適合用于(lowDf)低損耗的材料驗證與開發(fā)，如PCB板前沿材料、(CCL)覆銅板的介電基材，PP玻璃纖維，樹酯，氟系材料。聚酰亞胺（PI）等。
測量方法：是將一片材料樣品插入到腔體中，會改變腔體的共振頻率（f）和品質因子(Q)。根據(jù)這些測得的參數(shù)，可以計算出材料在某一頻率上的復數(shù)介電常數(shù)。典型的測量系統(tǒng)由網(wǎng)絡分析儀、共振腔體治具以及計算軟件組成。
共振腔法也有許多不同的子方法和治具類型:分離式圓柱諧振腔(Split Cavity Resonator)、分離柱電介質諧振腔(Split Post Dielectric Resonator)和于共振法開發(fā)的液態(tài)，粉態(tài)與固態(tài)測試夾具，以下介紹三種共振腔。
2.1分裂圓柱諧振器
SCR(Split Cylinder Resonant)分裂圓柱共振器是分成兩半的柱狀共振腔體。
樣品夾入到兩個半柱的中間。一個半柱是固定的，另一個是可調節(jié)的，來適應不同厚度的樣品。根據(jù)樣品厚度、柱長以及分裂圓柱共振器在空載和載入樣品兩種條件下的S參數(shù)測量結果，可以計算出介電常數(shù)和損耗正切或tanΔ、tanδ。
優(yōu)點:
1、SCR10GHz可提供值24000，可達10的負6次方的辨識度與穩(wěn)定度；
2、一顆SCR10GHz提供多頻率點量測；
3、可進行TCDK-50~+150度高低溫量測；
4、測試軟件可搭配進口或是國產(chǎn)網(wǎng)儀。
規(guī)范：IPC TM650 2.5.5.13
測試范圍：10GHz-84GHz共七種。
值:24000。
量測溫度范圍:-50~+150℃。
樣品要求：薄膜，片狀，樣品厚度與量測頻率相關。
適合應用:TCDK，產(chǎn)品開發(fā)。
圖3SCR10G搭配R&SZNB方案
圖4WRSCR84G搭配是德110GHz
SCR用于TCDK變溫測量:
因使用環(huán)境溫度與高速環(huán)境下，溫度已被列為設計方量測參考因素。SCR搭配變溫箱與程控軟件實現(xiàn)-50度~+150度變溫量測。如左下圖，全自動量測，省時省力，數(shù)據(jù)穩(wěn)定度與再現(xiàn)性高符合趨勢如右下圖：
圖5 TCDK方案框架
圖6 TCDK方案數(shù)據(jù)
2.2分離介質共振器
SPDR(Split Post Dielectric Resonator)分離介質共振器采用低損耗介電材料構建，上下有兩個圓柱陶瓷材質與工藝，決定量測頻率于量測精度。其值穩(wěn)定度不亞于SCR腔體。
SPDR方案操作簡單，是市場上常見的方案，但因為結構問題，維護成本相比于SCR要高。
規(guī)范：IPC TM650 2.5.5.15
測試范圍：1GHz~20GHz單點頻率。
Q值：12000
測量溫度范圍：室溫
樣品要求：薄膜，片狀，樣品厚度與平整度影響準確度
應用行業(yè)：PCB進料檢驗，玻璃纖維行業(yè)在玻璃/玻纖布、測量碳纖維布，
其他：WR SPDR腔體可提供維修與每年校驗。
2.3液體/粉末與陶瓷介電材料測量夾具
因應AI時代高速產(chǎn)品對于產(chǎn)品開發(fā)需求，WR開發(fā)適合于前沿材料液體/粉末型態(tài)樣品測試夾具，產(chǎn)品簡稱PLS100?？蛇€原材料的介質損耗其分辨率可達1x。
有別于他牌探頭型測試方案，PLS100采用諧振法使用空氣為介質進行空腔校正。封閉型腔體測試可避免反射/干涉頻率影響，對于量測有著高辨識度。
圖7 PLS100以空氣為介質進行空腔量測數(shù)據(jù)
圖8 PLS100實物
測試范圍：5GHz~14GHz單點頻率。
Q值：10000
測量溫度范圍：室溫
樣品要求：液體/粉末
應用行業(yè)：覆銅板的樹酯，伺服器冷卻液，玻璃纖維粉末
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