聚乙烯介電常數(shù)測(cè)試儀GB/T5597-1999前言本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)GB/T 5597一1985《固體電介質(zhì)徼波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)試方法》的修訂。

本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5597--1985做了如下修訂:

信號(hào)源由掃頻信號(hào)源改為頻綜信號(hào)源,使測(cè)試系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化;由于改窄帶反射速調(diào)管掃頻工作點(diǎn)，

指示器用4六位普通數(shù)字電壓表代替原采用的雙綜示波器;測(cè)試誤差分析由原來采用各誤差源的“貢

獻(xiàn)"絕對(duì)值求和改為方和根的誤差綜合,因而測(cè)試誤差大幅下降,△t’/e'由原來的1.5%降至1.0%，

△tan8。由原來15%tan8,+1.0x10‘降至3%tan?,+3.0X10-“;并將 tanò,的測(cè)試范圍下限由2X10-

改為1X10-.

本標(biāo)準(zhǔn)自實(shí)施之日起同時(shí)代替GB/T 5597-1985。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B、附錄C都是提示的附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)電子工業(yè)部提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由電子工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所歸口，

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、電子科技大學(xué)，

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:張其劭、王玉功、李曉英。

聚乙烯介電常數(shù)測(cè)試儀

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)的

GB/T 5597-1999

測(cè)試方法

代替GB/T5597-1985

Test method for complex permittivity of solid

dielectrie materials at microwave frequencies

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了均勻的,各向同性的固體電介質(zhì)材料微波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)試方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于頻率范圍為2GHz~18GHz內(nèi)復(fù)介電常數(shù)的測(cè)定。推薦測(cè)試頻率為9.5GHz，其測(cè)

定范圍:相對(duì)介電常數(shù)實(shí)部e'為2~20,介質(zhì)電損耗角正切tan8,為1X10‘~5x10.

2定義

復(fù)數(shù)介電常數(shù)e為:

E=E*E,=€(d’-j°)

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..*(1)

式中:“一復(fù)數(shù)相對(duì)介電常數(shù);

“一真空介電常數(shù),其值為8.854X10F/m,

本標(biāo)準(zhǔn)所述及的復(fù)數(shù)介電常數(shù)實(shí)際上均指相對(duì)介電常數(shù),并以相對(duì)介電常數(shù)的實(shí)部e'和介電損耗

角正切tan?,-e"/e’ 表征之

3測(cè)試原理

在一確定頻率下圓柱型TE模式高品質(zhì)因數(shù)測(cè)試腔的諧振長(zhǎng)度為1..固有品質(zhì)因數(shù)為Q,如圖1

(a)所示。當(dāng)此測(cè)試腔中放入厚度為d的盤狀試樣后,如圖1(b)所示,將發(fā)生兩方面的變化:(1)由于介

質(zhì)試樣的介電常數(shù)e大于1,因此填充有試樣介質(zhì)的那段波導(dǎo)的相位常數(shù)將增大,在原頻率上產(chǎn)生諧振

的腔體長(zhǎng)度將縮短為1;(2)由于介質(zhì)試樣將引入附加的介質(zhì)損耗,導(dǎo)致測(cè)試腔的固有品質(zhì)因數(shù)下降為

Q

此系統(tǒng)的特點(diǎn)是用精密刻度衰減器來調(diào)節(jié)測(cè)試電平,讓晶體檢波器作等電平指示。進(jìn)行“高頻替代"測(cè)量介質(zhì)測(cè)試腔在測(cè)品質(zhì)因數(shù)時(shí)的衰減量。晶體檢波器作等電平指示可以避免晶體檢波器非線

性而引入的誤差。

5.2信號(hào)源

a)輸出功率大于10 dB;

b)幅值穩(wěn)定度優(yōu)于0.01 dB/10 min;

c)頻率穩(wěn)定度優(yōu)于1X10-*/10 min;

d)頻率微調(diào)分辨率優(yōu)于1X10-’f.。

建議采用頻綜信號(hào)源。

5.3精密刻度衰減器

使用范圍:0~10dB,精確度:0.02 dB/10 dB。

建議用回旋式衰減器。

5.4介質(zhì)測(cè)試腔

單模TE工作,空腔無載品質(zhì)因數(shù)Qx≥40000,調(diào)諧活塞位置讀測(cè)精度0.01mm。測(cè)試腔簡(jiǎn)圖見

附錄 A(提示的附錄)。

5.5數(shù)字式電壓表

電壓分辨率1μV,4?位讀數(shù)。

5.6晶體檢波器

非調(diào)配式寬頻帶晶體檢波器。

5.7隔離器

隔離比優(yōu)于20dB,正、反向駐波比系數(shù)小于1.20.

6試樣尺寸及要求

6.1 樣品直徑 D.

D,= (2R - 8) ±0.1mm

.....* ..*.…...****…*.*******---(2)

式中:R一一測(cè)試腔半徑,mm;

8--與測(cè)試腔尺寸有關(guān)的量,在推薦測(cè)試頻率的試腔中,建議定為1.5 mm。

6.2 樣品厚度d

選擇試樣厚度d的原則是取其電長(zhǎng)度在85*左右,以提高測(cè)試靈敏度并降低測(cè)試誤差,在待測(cè)材料

的介電常數(shù)e大致已知的情況下,可按下式計(jì)算樣品厚度。

d ≡ 0.236[(s?)’門*……………………(3)

式中:f.一測(cè)試頻率,亦即測(cè)試腔的諧振頻率,GHz;

R一--測(cè)試腔半徑,mm;

d--樣品厚度,mm。

樣品厚度的選擇見附錄B(提示的附錄)。

6.3樣品要求

盤狀樣品兩主平面的不平行度不大于0.01mm,兩主平面的不平直度不大于0.01mm。

樣品表面應(yīng)無不正常的斑點(diǎn)和劃痕,內(nèi)部無不正常的雜質(zhì)和氣孔;在測(cè)試前需嚴(yán)格清潔和干燥處

理。

7測(cè)試程序

7.1空測(cè)試腔的測(cè)量

7.1.1 開機(jī)預(yù)熱15min,使系統(tǒng)正常工作。

7.1.2置信號(hào)源輸出連續(xù)波頻率在測(cè)試頻率f。上,調(diào)節(jié)精密刻度衰減器在9.0 dB~9.8dB范圍內(nèi)，

調(diào)節(jié)信號(hào)源的輸出電平,使晶體檢波器輸出在數(shù)字式電壓表上讀得10mV左右的指示數(shù)a。,記錄此時(shí)

精密刻度衰減器的衰減量A:.

7.1.3調(diào)節(jié)介質(zhì)測(cè)試腔,由數(shù)字式電壓表指示跌到點(diǎn)來確定測(cè)試腔已調(diào)到諧振點(diǎn),諧振點(diǎn)頻率為

fo,記錄介質(zhì)測(cè)試腔的活塞位置刻度1。和諧振頻率f。,此時(shí)數(shù)字式電壓表上的讀數(shù)為a..

7.1.4調(diào)節(jié)精密刻度衰減器(減少衰減量),使數(shù)字式電壓表上的讀數(shù)自a,上升恢復(fù)到a。,記錄此時(shí)精

密刻度衰減器的衰減量A:,則介質(zhì)測(cè)試腔在諧振點(diǎn)引入的衰減為A=A,一A:,以分貝計(jì)。