電介質的微波測量方法

導體、半導體和絕緣體是幾乎所有射頻/微波電子裝置的主要構成部分。絕緣子的介電性質會影響穿過它們的電場。為了設計射頻元件或器件，必須詳細瞭解在元件/器件的構造中使用的絕緣子的介電性質。需要考慮的兩個主要介電引數分別是介電常數和損耗角正切，或復介電常數的實部和虛部。

更詳細地說，電介質是一種絕緣材料，當受到電場作用時會極化，這種現象稱為電介質極化。儘管空間的磁導率通常呈靜態（除了存在鐵磁物體的情況外）；然而，空間的介電常數受材料填充的空間中的氣體、液體和固體的影響很大。與磁導率一樣，介電常數的影響取決於頻率。因此在整個頻率範圍內測量復介電常數。

電介質極化機制

• 偶極極化

• 離子極化

• 電子極化

• 原子極化

• 介面或空間電荷極化

• 介電損耗

• 弛豫時間

而且，電介質需要非常精確的測量以便按照一定精度確定介電常數和損耗角正切。在測試電介質時，還有許多物理因素需要考慮，因為電現象會受到電介質效能的影響，並且電磁波具有物理依賴性引數（即波長）。這意味著某些型別的電介質微波測量方法在特定型別的電介質和應用中的效果優於其它型別。電介質表徵和測試的基礎是在電場或電磁波透過電介質且電介質周圍的環境受到控制時，敏感的測量裝置可以檢測電介質對電場和波的變化影響。

電介質測量注意事項

電介質實際大小/尺寸

是否可以作為樣本進行測量？

• 全樣本

• 薄樣本

• 超薄樣本

• 液體

• 氣體

測試是否必須是無損測試，或者可以是破壞性測試？

需要測量哪些頻率

• 帶狀

• 寬頻

• 窄帶

• 單頻（諧振）

有哪些測量精度要求？

電介質的介電常數是高還是低？

電介質的損耗是高還是低？

由於電介質測量技術的頻寬、幾何形狀、夾具、電介質感應範圍和其它物理因素有限，因此出現了許多測量電介質的方法。使用的方法取決於接受研究的電介質以及頻寬要求。對於全波場模擬器，獲取從感興趣的最低頻率到最高頻率的寬頻介電效能可以提供幫助。

電介質的微波測量方法及應用頻率

迴音壁模式

這些方法中的許多方法都需要精密的傳輸線路，例如同軸元件、精密的同軸聯結器、波導和平面傳輸線路，尤其是範圍從幾百兆赫茲到10萬兆赫茲以上的方法。某些方法（例如微波或毫米波自由空間電介質測量）需要使用高度定向天線、同軸或波導互連以及向量網路分析儀進行設定。