基于六端口技術的微波介質(zhì)參數(shù)加熱測試系統(tǒng)的研制.pdf

1、近年來，微波理論與技術得到了飛速的發(fā)展，其應用方向不僅僅體現(xiàn)在通信，電子對抗等信息領域，也體現(xiàn)在化學化工領域上對新材料的開發(fā)與研究上。因此，準確的測量介質(zhì)材料的介電常數(shù)與電損耗，將為新材料的開發(fā)提供強有力的科學依據(jù)。華東理工大學資源環(huán)境工程與過程國家重點實驗室，近年來一直致力于粉煤灰理化特性的研究，目的是從廢棄的粉煤灰中提煉鋁元素。而經(jīng)過微波活化的粉煤灰的鋁元素浸取率將會有很大提高。因此，準確測量粉煤灰在不同溫度下的介電常數(shù)和電損耗對分

2、析粉煤灰的理化特性起著至關重要的作用。因此本論文正是基于這一要求，設計一個介質(zhì)材料介電參量的變溫加熱測試系統(tǒng)。
　　 本論文采用比較成熟的測量方法-微波諧振腔微擾法，測量粉煤灰的介電常數(shù)和電損耗。并根據(jù)這一測量方法，設計系統(tǒng)中所用部分元件，搭建測試系統(tǒng)。但是由于微波加熱源只能提供單一頻率，所以本文著重研究了在點頻下測量諧振腔諧振頻率與品質(zhì)因數(shù)的理論與方法。為此，建立了諧振腔的等效電路模型，推導諧振腔品質(zhì)因數(shù)的計算方法，并基于六端

3、口技術設計了一個五端口網(wǎng)絡。此外，為使測量結果更加準確，建立了誤差模型，以達到校正測試系統(tǒng)的目的。最后，設計了一個自動測量軟件，不僅提高了測量效率，也方便操作者測試。
　　 本論文的特色與創(chuàng)新之處在于：
　　 (1)找到一種不同于傳統(tǒng)方法(3dB帶寬法)的諧振腔品質(zhì)因數(shù)的計算方法。
　　 (2)本系統(tǒng)實現(xiàn)了介質(zhì)材料在不同溫度下的介電參量的實時測量
　　 (3)確定了諧振腔與外電路的耦合度的封閉式判定方法。