液体介电常数的微波测量

液体介电常数的微波测量邓京川，王魁香，陆国会（吉林大学物理系长春１３００２３）在微波频率范围测量介质材料特性的方法有波导法、谐振腔法和空间波法．其中波导法也称为驻波法或测量线法，较为简便，本文介绍的液体介电常数的微波测量就是采用的波导反射法，实验装置...     

工质相变对低温谐振腔声速测量的影响分析

声学气体温度计是通过精确测量球型谐振腔内的气相声速,确定热力学温度应用最为广泛的计量器具。气体工质的相变是低温区声学气体温度计高精度测量系统不确定度的主要来源。本文基于热粘性流体动力学、热力学相变和理论声学基本方程,推导了气液混合工质对声速测量的影响公式,建立了声波波数计算模型,并进行了数值计算仿真和实例验证。拟合结果显示,气液混合物对于声速测量值的相对扰动不确定度0. 03 ppm,满足声速测量的要求。随着压强的增大,偏移量呈现缓慢减小的趋势,其中扰动值变化量分别在5. 4、3. 3 kHz时达到最大和最小。该方法计算结果精度较高,验证了其可行性。     

微波铁氧体的介电常数和磁导率的测量

本文利用反射式谐振腔,通过测量放入样品前后谐振腔反射系数的变化,确定介电常数虚部ε″和磁导率虚部μ″。研究了样品形状和放在谐振腔不同位置对介电常数和磁导率测量的影响。测量系统有较高的灵敏度。通过提高谐振腔的品质因数和使谐振腔接近临界耦合,并适当减小谐振腔的体积,使系统测量损耗角正切达到10^-5数量级并不困难。     

弹道靶开式微波谐振腔测量系统研究

The principle and experimental results of the open microwave resonant cavity measurement system were introduced. The models were steel ball models and the ball models coated with copper. The diameter of the models was 10mm. The models were launched in ballistic range. The model velocity was 5.44 km.s^-1. The wake electron density of the models was obtained. The experimental results presents that the response time of the open microwave resonant cavity measurement system was quicker than 1ms. The results showed the wake electron density ranged from 10⁹cm^-3 to 10¹¹cm^-3 could be achieved.     

高功率微波脉冲压缩储能谐振腔的测量与调试

储能谐振腔是高功率微波脉冲压缩系统实验的核心部件，精确测量有关储能腔参数，修正谐振腔尺寸，调整实验系统的微波参数，使储能阶段H—T的泄漏最小、谐振腔的储能效率达到最大是非常关键和必要的。介绍了L波段高功率微波（HPM）脉冲压缩谐振腔的微波参数的测量，并根据微波参数测量的结果对谐振腔进行了调整，使谐振腔的储能效果明显改善；分析了不同气体成分及充气气压与本征频率之间的关系及其抗击穿性，作为工作介质，SF6含量为30％-50％，SF6-N2混合气体综合性能较好的。     

微波表面电阻TC90方案的测量精度实验分析

由于超导薄膜的表面阻抗Rs这一参量对超导微波元件的设计和开发有很重要意义，测量超导薄膜的表面阻抗Rs也就非常重要．目前国际上制定了高温超导薄膜在微波波段上表面阻抗Rs电特性的标准测量方案：IEC／TC90．此方案采用介质杆谐振器法测量表面阻抗的原理，使用蓝宝石介质杆和超导膜组成的谐振器法测量超导膜的Rs．本文分析了各个测量量对标准测量方案的测量精度，分析了在12GHz微波频率下，系统的各个实际部件的加工误差．认为频谱曲线的测量误差，即背景误差对最终测量结果Rs的影响是主要的．     

微波表面电阻TC90方案的测量精度实验分析

由于超导薄膜的表面阻抗Rs这一参量对超导微波元件的设计和开发有很重要意义,测量超导薄膜的表面阻抗Rs也就非常重要.目前国际上制定了高温超导薄膜在微波波段上表面阻抗Rs电特性的标准测量方案:IEC/TC90.此方案采用介质杆谐振器法测量表面阻抗的原理,使用蓝宝石介质杆和超导膜组成的谐振器法测量超导膜的Rs.本文分析了各个测量量对标准测量方案的测量精度,分析了在12GHz微波频率下,系统的各个实际部件的加工误差.认为频谱曲线的测量误差,即背景误差对最终测量结果Rs的影响是主要的.     

扫描近场微波显微镜测量非线性介电常数的理论校准系数

从理论上分析了扫描近场微波显微镜中探针和非线性样品之间的相互作用，对非线性介电常数测量时的一个校准系数进行了理论分析和计算，得到该系数与介电常数之间的关系曲线，并对各方向的贡献和分辨率极限进行了初步探讨.     

用多极理论分析圆柱对称微波谐振腔

用多极理论计算具有复杂几何形状、圆柱对称微波腔的谐振频率,推导出用多极理论计算圆柱对称微波腔谐振频率的本征值方程。三个工程实例的计算结果表明,用多极理论计算圆柱对称微波腔谐振频率,不仅具有较高的计算精度, 而且可以很方便地应用于复杂几何形状圆柱对称微波腔工程问题的设计与计算,多极理论是计算圆柱对称微波腔谐振频率的一种有效方法。     

用多极理论分析圆柱对称微波谐振腔

 用多极理论计算具有复杂几何形状、圆柱对称微波腔的谐振频率,推导出用多极理论计算圆柱对称微波腔谐振频率的本征值方程。三个工程实例的计算结果表明,用多极理论计算圆柱对称微波腔谐振频率,不仅具有较高的计算精度, 而且可以很方便地应用于复杂几何形状圆柱对称微波腔工程问题的设计与计算,多极理论是计算圆柱对称微波腔谐振频率的一种有效方法。     

初始温度差对液体比热容测量精度的影响

基于冷却法测量液体比热容的实验,利用牛顿冷却定律和实验装置,通过控制变量的思想,测量不同初始温差下的饱和食盐水的比热容,并对初始温度差与测量误差的关系进行分析,得到最佳初始测量温度差,在该初始温度差下的测量结果,误差值低于1%。     

高温超导薄膜微波表面电阻测量标准理论精度修正

高温超导薄膜的表面电阻Rs作为应用超导器件设计和性能衡量的一个重要参数,对超导无源微波元件的设计和开发有很重要意义.准确测量超导薄膜的表面电阻Rs也就非常重要.国际通用的标准测量方案中的理论模型公式是基于高温超导膜无限大的基础上的.考虑到实际超导薄膜的总是有限大的情况,我们从理论上进行了精度分析,在此基础上对此理论模型公式进行了修正,求出基于超导膜有限大时的Rs的表达式,并对两种情况进行了一定的比较.     

微波谐振腔的瞬态响应研究

应用非正交网格时域有限差分算法，模拟了在高斯脉冲和高斯脉冲调制正弦波激励下有激励孔微波谐振腔的激励和谐振过程，分析了谐振频率。模拟结果表明；在微波谐振腔内，激发出了最接近脉冲激励源主频的若干个谐振态。     

用多极理论分析圆桩对称微波谐振腔

用多极理论计算具有复杂几何形状、圆柱对称微波腔的谐振频率,推导出用多极理论计算圆柱对称微波腔谐振频率的本征值方程。三个工程实例的计算结果表明,用多极理论计算圆柱对称微波腔谐振频率,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地应用于复杂几何形状圆柱对称微波腔工程问题的设计与计算,多极理论是计算圆柱对称微波腔谐振频率的一种有效方法。     

用晶体管开关电路测量介电常数

本文介绍一个实用的晶体管开关电路（如图１），用它能够很准确地测定出电容和介电常数。     

基于TM0mn模式微波介质材料复介电常数的测量

提出了一种基于闭式谐振腔TM0mn模式测量微波介质材料复介电常数的方法。利用模式匹配技术、Ritz-Galerkin方法以及传输模品质因数测量法导出了介质材料相对介电常数和损耗角正切的测量公式。最后,利用矢量网络分析仪对常用天线罩材料进行了扫频测量,结果表明：高分子量聚乙烯在3~6 GHz范围内的相对介电常数为2.30±0.05,损耗角正切为(1.8~2.0)×10-4。     

利用场耦合理论研究微波谐振腔

 根据Maxwell方程，微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开，从而确定微波腔的工作特性（如：工作频率、场分布等），但是实际微波腔的模式很难求解。从Maxwell方程出发，根据微波腔的具体边界，将微波腔分成：规则形状微波腔和非规则部分，建立实际微波腔模式同规则形状微波腔模式之间的场耦合方程，从而确定微波腔模式的频率和场分布。     

液态电介质相对介电常数的测量

通过自制的专用电容器,采用电容测量仪测电容的方法,在物理实验中开设液体电介质的相对介电常数的测量实验。     

基于TM0mn模式微波介质材料复介电常数的测量

 提出了一种基于闭式谐振腔TM_0mn模式测量微波介质材料复介电常数的方法。利用模式匹配技术、Ritz-Galerkin方法以及传输模品质因数测量法导出了介质材料相对介电常数和损耗角正切的测量公式。最后,利用矢量网络分析仪对常用天线罩材料进行了扫频测量,结果表明：高分子量聚乙烯在3~6 GHz范围内的相对介电常数为2.30±0.05,损耗角正切为(1.8~2.0)×10^-4。     

利用场耦合理论研究微波谐振腔

根据Maxwell方程,微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开,从而确定微波腔的工作特性（如：工作频率、场分布等）,但是实际微波腔的模式很难求解。从Maxwell方程出发,根据微波腔的具体边界,将微波腔分成：规则形状微波腔和非规则部分,建立实际微波腔模式同规则形状微波腔模式之间的场耦合方程,从而确定微波腔模式的频率和场分布。