自由空間法測(cè)試方案
問(wèn)題：
平板狀固體材料的電磁特性分析。需要頻率范圍1GHz-20GHz，后期需要擴(kuò)展。
問(wèn)題分析:
需要測(cè)試平板狀材料，頻率范圍在1GHz-20GHz，后期需要可以擴(kuò)展。那就需要匹配能夠滿足測(cè)試的配套方案，覆蓋頻率范圍，滿足樣品夾具要求，頻率后期可擴(kuò)展。
如何解決：
自由空間法可測(cè)試的樣品形態(tài)為固體平板狀材料。一般頻率范圍為1GHz～40GHz，可擴(kuò)展（取決于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和天線）。
測(cè)試方案搭配：
（1）矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主機(jī)（根據(jù)需求選擇帶寬）
?。?）天線及測(cè)量平臺(tái)（透鏡喇叭天線，自由空間測(cè)量平臺(tái)）
（3）配套測(cè)量軟件（能夠兼容矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主機(jī)）
?。?）測(cè)試附件（線纜、轉(zhuǎn)接頭等）
示意圖：
滿足標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 42741-2023固體材料的電磁參數(shù)測(cè)量方法（使用自由空間法）。
測(cè)試功能實(shí)現(xiàn)：
a)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀控制與測(cè)量
通過(guò)程序控制選配的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，能夠正確設(shè)置儀器的頻率范圍、測(cè)量參數(shù)等，并能控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，能夠自動(dòng)采集矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)量數(shù)據(jù)；
b)電磁參數(shù)測(cè)量
測(cè)量固體材料的復(fù)介電常數(shù)、復(fù)磁導(dǎo)率，以及電、磁損耗角正切；
c)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
可將測(cè)量結(jié)果保存為文本文件，文件內(nèi)容包括測(cè)試時(shí)間、材料樣品名稱、頻率范圍，以及各頻率點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的參數(shù)值等；
d)測(cè)量結(jié)果分析
可對(duì)已測(cè)量的結(jié)果文件進(jìn)行分析、顯示。如同時(shí)顯示同一材料的多次測(cè)量結(jié)果，比對(duì)不同材料的電磁參數(shù)等。
測(cè)試方案優(yōu)點(diǎn)：
自由空間法是一種開(kāi)場(chǎng)電磁特性參數(shù)測(cè)試技術(shù)屬于傳輸/反射法的一種。測(cè)試中利用了點(diǎn)聚焦透鏡天線，有效的減小了天線之間的多重反射及其外界環(huán)境的繞射，并通過(guò)引入修正因子，減小了斜入射的散焦影響。自由空間法對(duì)樣品的要求較低，帶寬極寬，樣品只需足夠大的一塊雙面平行的平板即可。
測(cè)試原理：
自由空間法是將被測(cè)材料視為二端口網(wǎng)絡(luò)，由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀自帶的掃頻源產(chǎn)生的電磁波，經(jīng)由透鏡喇叭天線向空間輻射出去，位于天線焦點(diǎn)平面處的均勻平面波垂直入射到待測(cè)介質(zhì)材料上，電磁波在介質(zhì)與空氣交界面處發(fā)生反射和透射，反射信號(hào)和透射信號(hào)被發(fā)射/接收天線接收后進(jìn)入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，利用耦合信號(hào)與參考信號(hào)的比值獲得反射/傳輸系數(shù)，最終通過(guò)相應(yīng)算法，得到相應(yīng)待測(cè)介質(zhì)的電磁參數(shù)（介電常數(shù)和磁導(dǎo)率）。
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