材料微波介电常数和磁导率测量.doc

材料微波介电常数和磁导率测量.doc材料微波介电常数和磁导率测量摘要:材料的微波介电常数和磁导率决定了材料对于微波波段电磁波的吸波能力,是材料重要的物理性质。本文使用微波开短路方法测量了材料的微波介电常数和磁导率。关键词:微波介电常数;磁导率;同轴系统引言隐身技术是通过控制、降低目标的可探测信号特征,使其不易被微波、红外、可见光、声波等各种探测设备发现、跟踪、定位的综合技术。其中,微波隐身(或称雷达波隐身)的研究早在20世纪30年代就开始了。现在已经发展成集形状隐身、材料隐身等…体的高度复杂的技术,并已应用到导弹、飞机、舰船、装甲车辆、重要军事设施等许多武器装备上。雷达隐身技术中,最简单的一种是涂覆型隐身技术。它是将吸收材料直接以一定的厚度涂覆在外壳以降低对微波的反射,减小雷达探测截面,提高隐身能力。实验目的了解和掌握微波开路和短路的含意和实现方法。掌握测量材料微波介电常数和磁导率的原理和方法。了解微波测试系统元部件的作用。实验原理对于涂覆在金属平板(假定其为理想导体,下同)表面的单层吸波材料,空气浴涂层界面出的输入阻抗为: Z=??0???????(????)(1)??其+??o??0=377Q是自由空间波***,Y是电磁波在涂层中的传播常数,d是吸波涂层厚度,0??????,????分别为涂层的相对磁导率和相对介电常数。当电磁波有空气向涂层垂直入射式,在界面上的反射系数为:r=??+??o(2)o?????以分贝(dB)表示的功率反射率为:R=20lgr(3)对于多层涂覆,电磁波垂直入射到第n层是,其输入阻抗为:1????=?????????+??????+???????(????????)???1???(????????)4)??n层的特性阻抗,是其中,????=??????=]????????????????第n层的传播常数,????为第n层的厚度,?????。理想导体平板的输入阻抗为0,最外层的输入阻抗可以通过迭代法得出,从而由公式(2)由此可见,无论是单层涂覆还是多层涂覆,测出各层材料的复介电常数????和复磁导率????网络分析仪今年己较多地用于测量材料微波波段的????,????,但其价格较高。我们在此介和公式(3)得到反射率。及其与频率的关系是设计隐身涂层的关键。绍一种基于测量线的波导测量装置,用其测出开路,短路二点阻抗,推算出????和????o图1是该装置的小意图。图1一种基于测量线的波导测量装置在微波测量中,是通过驻波的测量来得到阻抗。对图1所示的测量装置,可以用如图2所示的传输线模型进行分析。图2传输线模型以??????表示入射波,???????表示反射波,Y=a+jB为传播常数,入射波电压振幅与电流振幅之比为+????,反射波此比值为?????,坐标为z点的电压复振幅与电流复振幅之比称为该店输入阻抗,简称该点阻抗Z(z),即:Zz=??(??)??(??)??????+r?????????=???????r????=????????+????.••••???????5)??????+?????????其中,「??是负载上的电压反射系数,可以推得:「??=坐标为z点的电压反射系数:rz=????(??)????(??)?????????????+????=「??????????(6)=????????+???????????????