固體介質(zhì)材料電磁參數(shù)測試系統(tǒng)N1500A，主要測量固體介質(zhì)材料的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、損耗角D等性能參數(shù)。系統(tǒng)共有兩種測量方法，分別是傳輸線法和諧振腔法。傳輸線法的測試夾具有同軸空氣線和波導(dǎo)腔兩種。同軸空氣線有N型、3.5mm、2.4mm之分，最高測試頻率可到50GHz（針對分銷產(chǎn)品）。波導(dǎo)分段測量，最高測試頻率可到幾THz。傳輸線法的優(yōu)點在于測試頻率范圍寬，諧振腔法的優(yōu)點是測量精度高。一、主要特點
1、系統(tǒng)配置靈活：根據(jù)測試需要，可以配置寬帶的同軸空氣線、波導(dǎo)腔進(jìn)行粗略測量，也可以配置點頻的諧振腔法精確測量，見圖1。2、自動測量軟件簡單易用，方便快捷：測量需要設(shè)置的參數(shù)有測量頻率、測量頻率點數(shù)、材料放置的位置信息以及材料厚度。設(shè)置正確后，一鍵測量，方便快捷見圖2。3、一次連接同時測量多個參數(shù)：一次連接可以測量材料的介電常數(shù)的實部、虛部，磁導(dǎo)率的實部、虛部，電、磁損耗角的正切等多個參數(shù)，見圖3。4、儀器設(shè)備驅(qū)動程序庫豐富：系統(tǒng)軟件驅(qū)動庫豐富，而且支持新型矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀FieldFox手持表，計算機通過GPIB接口、USB線或者網(wǎng)線與VNA相連接。GPIB接口連接示意圖如下圖4。
圖1 同軸空氣線、波導(dǎo)腔進(jìn)行粗略測量
圖2 自動測量軟件簡單易用，方便快捷
圖3 測量材料的介電常數(shù)的實部、虛部，磁導(dǎo)率的實部、虛部，電、磁損耗角的正切
圖4 系統(tǒng)連接示意圖
二、測試流程
運行自動測量軟件后，正確設(shè)置測量需求參數(shù)，即可迅速計算出待測材料的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、損耗角等性能參數(shù)。測試結(jié)果立即以直角坐標(biāo)系下的曲線形式給出，該結(jié)果亦可以報表格式存儲、打印。具體測試流程為圖5。測試界面見圖6
圖5 測試流程圖
圖6 測試界面
三、總結(jié)
使用Keysight N1500A材料測量軟件套件來確定多種介電材料和磁性材料的固有電磁特性。整個系統(tǒng)以Keysight網(wǎng)絡(luò)分析儀為基礎(chǔ),通過分析儀測量材料對射頻或微波能量的響應(yīng)。N1500A軟件可以控制網(wǎng)絡(luò)分析儀并計算測量結(jié)果。根據(jù)所用的是德科技分銷網(wǎng)絡(luò)分析儀和樣品夾持器或夾具，頻率范圍可由數(shù)百MHz擴展至50GHz。表格1 技術(shù)規(guī)范
| 參數(shù)名稱 | 技術(shù)指標(biāo) |
| 工作頻率范圍 | 1GHz～50GHz(取決于選用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和測試夾具) |
| 測試夾具 | 空氣線(包括：N型，3.5mm，2.4mm) |
| 波導(dǎo)腔(各波段，典型應(yīng)用：X波段，Ku波段，Ka波段) |
| 諧振腔(空腔諧振頻率10GHz) |
| 工作方式 | 傳輸線法：掃頻測量 |
| 諧振腔法：點頻測量 |
| 準(zhǔn)確度 | 傳輸線法：10%(典型值) |
| 諧振腔法：3% |
| 測量材料厚度 | 傳輸線法：λg/4～λg/2(λg：介質(zhì)波長) |
| 諧振腔法：0.1mm ～ 5mm |
| 測量參數(shù) | 傳輸線法：介電常數(shù)實部、虛部，磁導(dǎo)率實部、虛部，電、磁損耗角正切 |
