1、中华人民共和国国家标准微波固体电介质材料介电特性测试方法同轴终端短路法Test method for the determination of the dielectric properties of solid dielectric materials at microwave frequencies The method of coa直ialterminal short circuit GB 9533-88 本标准适用于加工成圆筒状的均匀固体电介质材料的介电常数E和损耗角1EtJJ ta峭的测试。本标准适用的测量范围z1 测量原理f = O. 4 2. OGHz E; = 2 20 tan
2、a= 1 X 10-3 1 X 10-1 以标准空气线为测试样品座，接至传输线末端，终端短路，产生全反射。当介质试样位于短路末端时，在介质试样的输入端得到阻扰关系式:生坠一土(1tankD I :_-;: I ( 1 ) YL雹jkL.s一jtankDJ 式中:Y一一传播常数，Y=a+i卢，为衰减常数，为相位常数;一一介质试样长度，mm;5一一驻波比;E一一样品表面到第一波节点距离，mm;2 是一一自由空间的波数，k= -;-(为自由空间波长，min)。A 根据介质试样放入传输线中引起驻波节点偏移B和驻波比s(见固1)，可计算试样的介电常数和损耗角正切tan的值。2 介质试样2. 1 试样要求
3、试样呈圆筒状。外径:而=14.288才-afmm。内径:如=6.204丰135mm。-H.J. T -L /2n+l 长度:当损耗角正切tan小于1X 10-2时，L，为C.4 ) .).; 当损耗角正切tan大于1X 10-2时，为短样品。试样内、外径同轴度为0.01，两端面与轴线的垂直度优于0.01mmo 试样内、外径粗糙度R.为3.2m。中华人民共和国电子工业部198804-26批准1989-02-01实施GB 9533-88 E D 因l2.2 试样安装利用热胀冷缩原理将试样装入试样座。试样座的内、外导体和试样装配时，在短路端必须严格使该三体的端面处于同一平面。3 测试条件3.1 正常
4、测试的大气条件温度:20- 30 oC ; 相对湿度:45%75%; 气压:86.106kPa。3.2 仲裁测试的标准测试条件温度:2426C;相对湿度:48%52%; 气压:86106kPa。4 测试方法4.1 测试系统测试系统方框图如图2所示。L可2GB 9533-88 4.2 ;则试方法概述使用具有稳幅和稳频的锁相信号源，信号经测量线和试样座至终端短路器产生全反射。移动测量线现，IJ出驻波节点位置D.由锁相放大器和数字式电压表显示驻波节点电压值，从测量线上的千分表读出3dB处的宽度-1，频率计显示信号源频率J.从而由f、D、W及L.计算e和tanO值。4.3 主要测试仪器和设备的要求4.
5、 3. 1 信号源输出功率不小于200mW.幅度稳定度优于士0.01dB/10 rnin.频率稳定度优于士1X 10-6 /ho 4. 3. 2 i周制惊调制频率为1kHz，输出电流为10mAo 4.3.3 测量线剩余驻波比:不大于.015; 机械不稳定度r不大于士0.5%;探针反射系数:不大于0.01;位移分辨率优于0.002mmo 4.3.4锁相放大器灵敏度优于1!1 V 0 4. 3. 5直流数字式电压表灵敏度优于100Vo4.3.6数字式频率计稳定度优于土1X 10-L/h。4. 3. 7调制器频率范围:0.42.1) GHz。4.3.8试样座采用标准空气线为试样座(见附录A)。外径-
6、且口为14.288:tQ. 005 rnrn; 内径:，d为6.204:t0.005 rnrn , 粗糙度心为o40m: 短路器驻波比不小于300。4.4 测试步骤4.4.1 测量试样长度L，精确到Q.01mm。4.4.2 耳机预热，调整系统达正常工作状态。4.4.3 调节信号、源，使频率计显示所需频率f。4.4.4 校正测量线的晶体检波律n0 4.4.5 测量线输出端接短路活塞，采用短路活塞法调节调配器，使驻波比小于1.02。4.4.6 将未放试样的试样座接入测量线输出端。4.4.7 采用交叉读数法，.确定驻波节点位置矶，并用二倍最小值功率法测出高于驻波节点电压3dB电平处的宽度Wo如图3所
7、示。4.4.8 将试样装入试样座，重复步骤4.4.7条，相应可得到UD.和W.。5 测试原始记录表格(见附录B)6 计算公式6. 1 驻波比s的计算GB 9533-88 想剖翻越国耐Dm D 图3s= r.:一叫s . . ( 2 ) 贺讥F尺、sm.丁-)式中:k一一驻波节点电压的倍乘数，k= 2; W一一当测量损耗角正切小于1X 10-2时，必须考虑线的损耗，可按下式进行修正:w=w产生wo式中:d.一一有介质试样时，驻波节点到短路端面的距离zdo一一无介质试样时，驻波节点到短路端面的距离。6.2 D的计算N. 15 = D. -D。一L.+. . . . . . . . .( 3 ) 式
8、中:N一取0，1，2.，但必须使万小吟。6.3 衰减常数a和相移常数的计算根据测量频率、驻波比、节点偏移、试样长度JJ.试样大致介电常数范围，可用计算机或曲线图(见附录。得到和卢值。6.4 介电常数和损耗角正切tana值的计算6.4.1 介电常数4计算公式 = (去)2(2 _ a2) .们6.4.2 损耗角正切tanO计算公式tans =J且T1:1 - ( 5 ) 7 测量误差在测量范围内，本标准测试方法的测量误差为t字土2%tan :;8-:;土10%土2X 10-4 注z当tan在1XlQ-3-5XlO-4范围内时，测量误差约为士20%士2X10-4 名称试样内导体外导体GB 9533
9、-88 附录A试样座(参考件)图Al1一试样粗糙度R.为3.2m);2一内导体(粗糙度R.为0.40m);3一外导体(内径粗糙度R.为0.40m)内径6.204丰1.lfi外径14. 288二11116.204士0.00514.288士0.005附录B测试原始记录参考件温度温度委托单位编号l L雹D. D鱼民YOlV, 样品名称 E mm 口1日1mm mm mm L,_ 测试者日期m日1tan8 90 80 70 60 50。n 7刘Ul 1 GB 9533-88 附录CthJ.JT 函数CeT=.:二二白的曲线固Te/T 参考件)到制0.02 播梅I与r I I I 气。飞 I 飞气、t.-J I Y 专飞-V陌3J ?1 飞J / 11 、h50 田l.; 飞I阳-l I , thTeir 图Cl函数Cefr=亏亏7的曲线图附加说明z本标准由上海市测试技术研究所负责起草。本标准主要起草人襄玉珍。1 T 一10。20。30。
