天线模型测量液体复介电常数

　　伴随着材料研究技术的进步，曾经很少使用的液体材料也逐渐得到重视。该文考虑到同轴探针在液体中辐射的存在，建立了被测液体介电常数与端面反射系数之间的等效电路模型(天线模型)，在理论上推导了它们之间的函数关系。该文对处于不同温度下的多种液体材料进行了测量，并对测试结果进行了分析。高介电常数材料去离子水在不同温度下的测试结果与cole-cole 公式的计算结果对比表明：可测试频率达20GHz，复介电常数实部测试偏差和虚部测试偏差均不超过5%。中低介电常数材料工业乙醇的测试结果表明：复介电常数的实部和虚部测试偏差均低于3%，测量精度高。

　　引言

　　当今世界，一个国家的技术水平和经济水平很大程度是体现在材料技术的发展水平上的。电子材料是整个电子科学领域的核心和基础，不仅很多电子器件产品的性能优化直接依赖于材料科学的进步，而且新型电子材料的研发直接促进电子行业和电子器件的发展。电子材料包含固体材料和液体材料，随着科技的进步，以前不曾使用的液体材料也逐渐得到重视。关于液体材料的研究也越来越多。介电常数是电子材料zui重要的特性参数，不同介电常数的材料，其应用范围也不同，为了更好地引导这些研究，也为了确定材料的应用范围，就必须要对材料的介电常数进行的测量。对于不同频率下的介质材料，根据物理状态、结构尺寸和电气特性的不同，可以采用不同的测试方法和测试系统进行测量。根据各种不同材料情况的具体测试要求，有种类繁多的测试方法可供选择。对于微波频率下的材料，主要的测试方法有谐振法和传输法。

　　本文采用传输法建立了被测液体介电常数与端面反射系数之间的等效电路模型(天线模型)，理论推导了它们之间的函数关系。本文对不同温度的多种液体进行了测量和详细分析。高介电常数材料去离子水不同温度(20、25、35℃)的测试结果与cole-cole 公式的计算结果进行了对比分析表明，测试频率达20GHz，复介电常数实部测试偏差和虚部测试偏差均不超过5%。中低介电常数的材料工业乙醇的测试结果表明，其复介电常数的实部和虚部测试偏差均低于3%，测量精度高。