一种介电常数高温空间校准方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及电磁技术领域，尤其设及一种介电常数高溫空间校准方法。
【背景技术】
[0002] 基于开环天线的电磁测量系统具有非接触、非破坏等优点，便于实现在高溫环境 下，测量被测材料的介电常数。由于高溫环境会给测量结果带来误差，因此，一般要针对电 磁测量系统进行高溫修正后再测量。
[0003] 传统的高溫修正及测量步骤为:首先在常溫环境下校准测量系统，在不放置被测 材料的前提下逐步升溫，网络分析仪、天线、路径、高溫箱等由于高溫环境将产生误差，记录 各个溫度点的测量误差数据并存储，然后，再放入被测材料进行测量，升高溫度得到测量数 据，对测量数据与存储的测量误差数据进行处理，从而获取被测材料在目标溫度下的散射 参数，用于计算被测材料在目标溫度下的介电常数。
[0004] 但是，运种方法测量时间较长，无法保证两次升溫的系统重复性等缺点，测量误差 较大。
【发明内容】
[0005]本申请实施例提供一种介电常数高溫空间校准方法及装置，用W解决现有技术中 测量时间较长，无法保证两次升溫的系统重复性，测量误差较大的问题。
[0006]本申请实施例提供的一种介电常数高溫空间校准方法，包括：
[0007]对介电常数高溫空间测量系统进行全二端口校准，所述介电常数高溫空间测量系 统由电磁测量系统和高溫箱组建而成，所述电磁测量系统包括测量平台、发射天线、接收天 线、可拔插的测量夹具、网络分析仪、控制机，所述高溫箱上具有低反射特性的微波窗口； [000引通过调节所述高溫箱的溫度，对全二端口校准后的介电常数高溫空间测量系统进 行高溫G化校准；
[0009]采用所述测量夹具将被测材料固定于所述高溫箱内，通过高溫G化校准后的介电 常数高溫空间测量系统，确定所述被测材料在高溫环境下的S参数；
[0010] 根据确定的S参数，确定所述被测材料在所述高溫环境对应的溫度下的介电常数。
[0011] 可选地，所述介电常数高溫空间测量系统的适用环境包括8毫米频段高溫环境。
[0012] 可选地，所述发射天线与所述接收天线正对，并分别与所述网络分析仪相连构成 环路，所述高溫箱位于所述发射天线与所述接收天线之间，所述测试平台用于固定W及调 节所述发射天线、所述高溫箱、所述接收天线Ξ者之间的距离，所述网络分析仪用于测量所 述环路相关的电磁参数，所述控制机用于控制所述网络分析仪。
[0013]可选地，所述高溫箱包括外箱体、保溫层和陶瓷材质的内胆，所述微波窗口位于所 述高溫箱正对所述发射天线、所述接收天线的面上，所述高溫箱上有用于插入测量夹具的 测量夹具槽。
[0014] 可选地，所述微波窗口的结构包括具有低反射特性的双面尖劈棱条状结构。
[0015] 可选地，对介电常数高溫空间测量系统进行全二端口校准，具体包括：
[0016] 在介电常数高溫空间测量系统中的发射天线和接收天线的波导口处，采用S0LT校 准方法或TOL校准方法进行全二端口校准。
[0017] 可选地，所述高溫GRL校准包括直通校准和反射校准；
[0018] 通过调节所述高溫箱的溫度，对全二端口校准后的介电常数高溫空间测量系统进 行高溫G化校准，具体包括：
[0019] 将所述测量夹具空置插入所述高溫箱作为高溫直通标准，逐步调节升高所述高溫 箱的溫度至高溫环境对应的目标溫度，完成对全二端口校准后的介电常数高溫空间测量系 统的直通校准；
[0020] 拔出所述测量夹具并放入预定的高溫短路标准，对直通校准后的介电常数高溫空 间测量系统进行反射校准。
[0021] 本申请实施例通过上述技术方案，可W在高溫环境下完成二次校准，用于实时修 正系统误差，实时修正缩短了测量时间，且测量系统的误差得到了实时修正，提高了测量结 果的准确度。
【附图说明】
[0022] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0023] 图1为本申请实施例提供的介电常数高溫空间校准方法的过程；
[0024] 图2为本申请实施例提供的介电常数高溫空间测量系统的结构示意图；
[0025] 图3为本申请实施例提供的高溫箱的结构示意图；
[0026] 图4为本申请实施例提供的可插拔的测试夹具的结构示意图；
[0027] 图5a为本申请实施例提供的双面尖劈棱条状结构的微波窗口示意图；
[0028] 图化为本申请实施例提供的双面尖劈棱条状单元结构立体面示意图；
[0029] 图5c为本申请实施例提供的双面尖劈棱条状单元结构平面示意图；
[0030] 图6为本申请实施例提供的双面尖劈棱条状结构的微波窗口的电压驻波比和衰减 仿真结果。
[0031] 图7为本申请实施例提供的，介电常数高溫空间测量系统G化校准时的系统信号流 图；
[0032] 图8为本申请实施例提供的，介电常数高溫空间测量系统G化校准时的简化信号流 图；
[0033] 图9为本申请实施例提供的，〇21和T21相位确定示意图。
【具体实施方式】
[0034] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及 相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一 部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035] 本申请目的在于提供一种介电常数高溫空间校准方法。组建8毫米(mm)频段介电 常数高溫空间测量系统，设计低反射特性的高溫箱、可插拔测量夹具进行实时高溫误差修 正，将常溫下的校准系统应用到600°C高溫环境，在26.5GHz~40GHz、室溫（Room temperature，RT)~600°C溫度范围获得可靠的介电常数测量结果。下面对本申请的方案进 行具体说明。
[0036]图1为本申请实施例提供的介电常数高溫空间校准方法的过程。该过程具体可W 包括W下步骤：
[0037] S101:对介电常数高溫空间测量系统进行全二端口校准，所述介电常数高溫空间 测量系统由电磁测量系统和高溫箱组建而成，所述电磁测量系统包括测量平台、发射天线、 接收天线、可拔插的测量夹具、网络分析仪、控制机，所述高溫箱上具有低反射特性的微波 窗口。
[0038]在本申请实施例中，电磁测量系统可W是用于基于开环天线进行电磁参数测量的 系统。可W预先用电磁测量系统和高溫箱组建介电常数高溫空间测量系统，W用于在常溫 至高溫的溫度区间内，准确可靠地测量被测材料的电磁参数(可W包括介电常数等），该溫 度区间具体可W是RT~600°C。
[0039]图2示出了本申请实施例中组建的介电常数高溫空间测量系统。
[0040]在图2中，电磁测量系统主要由接收天线、发送天线、测量平台、测量夹具、网络分 析仪及波导校准件、空间校准件、电缆转接和控制机及测试软件等组成。
[0041] 收发天线可W选用波纹卿趴透镜天线，是测量系统的信号发射和接收部件;测量 平台是测量系统的硬件主体，用于固定发射天线、接收天线、高溫箱及调节Ξ者之间的距 离；测量夹具用于固定被测材料，保证与收发天线的平行及中屯、对位；网络分析仪及校准 件、电缆转接等用于测量系统组建和测量;控制机及测量软件在测量系统中是控制中屯、，控 制着网络分析仪的自动测试和电磁参数的计算。在电磁测量系统中，测量原理是:基于传输 反射法在自由空间场的应用，通过测量被测材料的散射参数，结合测量频率、样品厚度等参 数计算得到电磁参数。
[0042]在本申请实施例中，所述全二端口校准可W是在常溫状态下进行的。进行全二端 口校准的目的主要是修正网络分析仪的系统误差，W及修正电缆转接的连接误差。
[0043] S102:通过调节所述高溫箱的溫度，对全二