聚乙烯介電常數測試儀

聚乙烯介電常數測試儀GB/T5597-1999前言本標準是對GB/T 5597一1985《固體電介質徼波復介電常數的測試方法》的修訂。

本標準對原標準GB/T 5597--1985做了如下修訂:

信號源由掃頻信號源改為頻綜信號源,使測試系統大為簡化;由于改窄帶反射速調管掃頻工作點，

指示器用4六位普通數字電壓表代替原采用的雙綜示波器;測試誤差分析由原來采用各誤差源的“貢

獻"絕對值求和改為方和根的誤差綜合,因而測試誤差大幅下降,△t’/e'由原來的1.5%降至1.0%，

△tan8。由原來15%tan8,+1.0x10‘降至3%tan?,+3.0X10-“;并將 tanò,的測試范圍下限由2X10-

改為1X10-.

本標準自實施之日起同時代替GB/T 5597-1985。

本標準的附錄A、附錄B、附錄C都是提示的附錄。

本標準由中華人民共和國電子工業部提出。

本標準由電子工業部標準化研究所歸口，

本標準起草單位:中國電子技術標準化研究所、電子科技大學，

本標準主要起草人:張其劭、王玉功、李曉英。

聚乙烯介電常數測試儀

中華人民共和國國家標準

固體電介質微波復介電常數的

GB/T 5597-1999

測試方法

代替GB/T5597-1985

Test method for complex permittivity of solid

dielectrie materials at microwave frequencies

1范圍

本標準規定了均勻的,各向同性的固體電介質材料微波復介電常數的測試方法。

本標準適用于頻率范圍為2GHz~18GHz內復介電常數的測定。推薦測試頻率為9.5GHz，其測

定范圍:相對介電常數實部e'為2~20,介質電損耗角正切tan8,為1X10‘~5x10.

2定義

復數介電常數e為:

E=E*E,=€(d’-j°)

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..*(1)

式中:“一復數相對介電常數;

“一真空介電常數,其值為8.854X10F/m,

本標準所述及的復數介電常數實際上均指相對介電常數,并以相對介電常數的實部e'和介電損耗

角正切tan?,-e"/e’ 表征之

3測試原理

在一確定頻率下圓柱型TE模式高品質因數測試腔的諧振長度為1..固有品質因數為Q,如圖1

(a)所示。當此測試腔中放入厚度為d的盤狀試樣后,如圖1(b)所示,將發生兩方面的變化:(1)由于介

質試樣的介電常數e大于1,因此填充有試樣介質的那段波導的相位常數將增大,在原頻率上產生諧振

的腔體長度將縮短為1;(2)由于介質試樣將引入附加的介質損耗,導致測試腔的固有品質因數下降為

Q

此系統的特點是用精密刻度衰減器來調節測試電平,讓晶體檢波器作等電平指示。進行“高頻替代"測量介質測試腔在測品質因數時的衰減量。晶體檢波器作等電平指示可以避免晶體檢波器非線

性而引入的誤差。

5.2信號源

a)輸出功率大于10 dB;

b)幅值穩定度優于0.01 dB/10 min;

c)頻率穩定度優于1X10-*/10 min;

d)頻率微調分辨率優于1X10-’f.。

建議采用頻綜信號源。

5.3精密刻度衰減器

使用范圍:0~10dB,精確度:0.02 dB/10 dB。

建議用回旋式衰減器。

5.4介質測試腔

單模TE工作,空腔無載品質因數Qx≥40000,調諧活塞位置讀測精度0.01mm。測試腔簡圖見

附錄 A(提示的附錄)。

5.5數字式電壓表

電壓分辨率1μV,4?位讀數。

5.6晶體檢波器

非調配式寬頻帶晶體檢波器。

5.7隔離器

隔離比優于20dB,正、反向駐波比系數小于1.20.

6試樣尺寸及要求

6.1 樣品直徑 D.

D,= (2R - 8) ±0.1mm

.....* ..*.…...****…*.*******---(2)

式中:R一一測試腔半徑,mm;

8--與測試腔尺寸有關的量,在推薦測試頻率的試腔中,建議定為1.5 mm。

6.2 樣品厚度d

選擇試樣厚度d的原則是取其電長度在85*左右,以提高測試靈敏度并降低測試誤差,在待測材料

的介電常數e大致已知的情況下,可按下式計算樣品厚度。

d ≡ 0.236[(s?)’門*……………………(3)

式中:f.一測試頻率,亦即測試腔的諧振頻率,GHz;

R一--測試腔半徑,mm;

d--樣品厚度,mm。

樣品厚度的選擇見附錄B(提示的附錄)。

6.3樣品要求

盤狀樣品兩主平面的不平行度不大于0.01mm,兩主平面的不平直度不大于0.01mm。

樣品表面應無不正常的斑點和劃痕,內部無不正常的雜質和氣孔;在測試前需嚴格清潔和干燥處

理。

7測試程序

7.1空測試腔的測量

7.1.1 開機預熱15min,使系統正常工作。

7.1.2置信號源輸出連續波頻率在測試頻率f。上,調節精密刻度衰減器在9.0 dB~9.8dB范圍內，

調節信號源的輸出電平,使晶體檢波器輸出在數字式電壓表上讀得10mV左右的指示數a。,記錄此時

精密刻度衰減器的衰減量A:.

7.1.3調節介質測試腔,由數字式電壓表指示跌到點來確定測試腔已調到諧振點,諧振點頻率為

fo,記錄介質測試腔的活塞位置刻度1。和諧振頻率f。,此時數字式電壓表上的讀數為a..

7.1.4調節精密刻度衰減器(減少衰減量),使數字式電壓表上的讀數自a,上升恢復到a。,記錄此時精

密刻度衰減器的衰減量A:,則介質測試腔在諧振點引入的衰減為A=A,一A:,以分貝計。