太赫兹波段材料复介电常数的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法及装置，包括：将被测样品制备成样品件，根据样品件制备校准件，校准件的厚度大于或等于样品件的厚度；将校准件安装在第二抛物面镜和第三抛物面镜之间，第一太赫兹收发模块向第一抛物面镜发射太赫兹波，第二太赫兹波收发模块向第四抛物面镜发射太赫兹波，通过校准后使得校准件的左右两个侧面为校准面，然后取下校准件；将样品件安装在第二抛物面镜和第三抛物面镜之间，并使得样品件右侧面与右侧校准面对准，第一太赫兹收发模块向第一抛物面镜发射太赫兹波，第二太赫兹收发模块接收到携带样品信息并记录为相应的S参数，通过本文相应的计算方法即可计算出复介电常数。应的计算方法即可计算出复介电常数。应的计算方法即可计算出复介电常数。

【技术实现步骤摘要】
太赫兹波段材料复介电常数的测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及复介电常数测量
，尤其涉及一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法及装置。

技术介绍

[0002]获取材料在太赫兹波段的复介电常数是各种应用系统和器件设计实现的基本要求。如雷达、遥感、光谱、成像、射电天文和无线通信系统等均需要获取材料在太赫兹波段的复介电常数。
[0003]现有的太赫兹波段的复介电常数的获取方法主要包括太赫兹时域光谱技术、基于矢量网络分析仪的波导法以及谐振腔法等。但是通过太赫兹时域光谱技术获取太赫兹波段的材料复介电常数存在频率分辨率有限的问题；通过基于矢量网络分析仪的波导法获取太赫兹波段的材料复介电常数存在对样品要求高，且高频段的波导制备困难，不宜于推广使用等问题；通过谐振腔法获取太赫兹波段的材料复介电常数存在只能用于单频点，因此在频带方面有较大限制，而且其最终结果的准确性受样品的大小和形状影响等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法及装置，用以解决现有技术中的太赫兹波段的复介电常数的获取方法存在对样品要求高，难以实现对低损耗介质的测量的缺陷，可以得到能量更大、波束更加汇聚的太赫兹波，实现了对低损耗介质的有效测量，降低了样品的制备要求，且测量更加精准，操作简单，使用方便。
[0005]本专利技术提供一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，包括：
[0006]S101：将被测样品制备成样品件，根据所述样品件制备校准件，所述校准件的厚度大于或等于所述样品件的厚度；
[0007]S102：将所述校准件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，所述第一太赫兹收发模块向所述第一抛物面镜发射太赫兹波，所述第二太赫兹波收发模块向所述第四抛物面镜发射太赫兹波，然后进行适应性调整校准，校准后使得所述校准件的左右两个侧面为校准面，然后取下所述校准件；
[0008]S103：将所述样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得所述样品件与左侧校准面对准，所述第一太赫兹收发模块向所述第一抛物面镜发射太赫兹波，第二太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪；
[0009]或：
[0010]将样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得样品件与右侧校准面对准，所述第二太赫兹收发模块向所述第四抛物面镜发射太赫兹波，第一太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪；
[0011]S104：所述矢量网络分析仪对太赫兹波进行处理后得到S参数并储存，根据S参数提取得到复介电常数。
[0012]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，步骤S103还可以是：
[0013]将样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得样品件位于左侧校准面和右侧校准面之间，所述第一太赫兹收发模块向所述第一抛物面镜发射太赫兹波，第二太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪，并同时测量样品件与左侧校准面之间的距离；
[0014]或：
[0015]将样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得样品件位于左侧校准面和右侧校准面之间，所述第二太赫兹收发模块向所述第四抛物面镜发射太赫兹波，第一太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪，并同时测量样品件与右侧校准面之间的距离。
[0016]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，所述太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，还包括：抛物面镜的选用，根据照射在抛物面镜上的太赫兹波波束宽度，选取镜面尺寸大于太赫兹波波束宽度的抛物面镜。
[0017]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，所述根据所述样品件制备校准件步骤，具体包括：根据样品件的形状厚度，利用金属制备得到表面光滑的平行板金属校准件。
[0018]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，所述样品件和所述校准件的尺寸大于所述第二抛物面镜与第三抛物面镜之间的太赫兹波焦平面的束腰宽度。
[0019]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，所述将所述校准件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间步骤，具体包括：将所述校准件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，并使得第二抛物面镜与所述第三抛物面镜的连线与校准件垂直。
[0020]本专利技术还提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量装置，包括有矢量网络分析仪、第一太赫兹收发模块、第二太赫兹收发模块、第一抛物面镜、第二抛物面镜、第三抛物面镜和第四抛物面镜；
[0021]所述第一太赫兹收发模块和所述第二太赫兹收发模块分别与所述矢量网络分析仪连接，所述第一抛物面镜与所述第二抛物面镜位于同一直线上，所述第三抛物面镜与所述第四抛物面镜位于同一直线上，所述第一抛物面镜和所述第四抛物面镜相互对称，所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜相互对称。
[0022]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量装置，所述第一太赫兹收发模块和所述第二太赫兹收发模块均包括有太赫兹扩频模块，所述太赫兹扩频模块的端口连接有天线，所述天线的四周设置有吸波材料。
[0023]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量装置，所述第一太赫兹收发模块的所述天线的相位中心与所述第一抛物面镜的焦平面重合，所述第二太赫兹收发模块的所述天线的相位中心与所述第四抛物面镜的焦平面重合。
[0024]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量装置，所述第一抛物面镜、所述第二抛物面镜、所述第三抛物面镜和所述第四抛物面镜的焦距相同，所述第二抛物
面镜和所述第三抛物面镜之间的距离为两倍的抛物面镜焦距。
[0025]根据本专利技术提供的一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法及装置，通过设置有四个抛物面镜，将太赫兹波进行汇集后再用于测量样品的复介电常数，通过校准件进行校准，保证了样品件位于焦平面上，此时可以获得最佳透反信号，形成对称传输光路，确保了测量的正确性和测量精度。抛物面镜将太赫兹波汇集后穿过样品，并将携带样品信息的太赫兹波传输给矢量网络分析仪，然后得到S参数后，根据S参数即可计算出样品的复介电常数，可以得到能量更大、波束更加汇聚的太赫兹波，且电兹波到达待测样品表面时是较理想的平面波，能够实现对不同损耗介质样品，薄厚样品的准确测量，降低了样品的制备要求，特别是低损耗介质，测量更加精准，操作简单，使用方便。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术提供的太赫兹波段材料复介电常数的测量装置的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，其特征在于，包括：S101：将被测样品制备成样品件，根据所述样品件制备校准件，所述校准件的厚度大于或等于所述样品件的厚度；S102：将所述校准件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，所述第一太赫兹收发模块向所述第一抛物面镜发射太赫兹波，所述第二太赫兹波收发模块向所述第四抛物面镜发射太赫兹波，然后进行适应性调整校准，校准后使得所述校准件的左右两个侧面为校准面，然后取下所述校准件；S103：将所述样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得所述样品件与左侧校准面对准，所述第一太赫兹收发模块向所述第一抛物面镜发射太赫兹波，第二太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪；或：将样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得样品件与右侧校准面对准，所述第二太赫兹收发模块向所述第四抛物面镜发射太赫兹波，第一太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪；S104：所述矢量网络分析仪对太赫兹波进行处理后得到S参数并储存，根据S参数提取得到复介电常数。2.根据权利要求1所述的太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，其特征在于，步骤S103还可以是：将样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得样品件位于左侧校准面和右侧校准面之间，所述第一太赫兹收发模块向所述第一抛物面镜发射太赫兹波，第二太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪，并同时测量样品件与左侧校准面之间的距离；或：将样品件安装在所述第二抛物面镜和所述第三抛物面镜之间，使得样品件位于左侧校准面和右侧校准面之间，所述第二太赫兹收发模块向所述第四抛物面镜发射太赫兹波，第一太赫兹收发模块接收到携带样品信息的太赫兹波后传输给矢量网络分析仪，并同时测量样品件与右侧校准面之间的距离。3.根据权利要求1所述的太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，其特征在于，所述太赫兹波段材料复介电常数的测量方法，还包括：抛物面镜的选用，根据照射在抛物面镜上的太赫兹波波束宽度，选取镜面尺寸大于太赫兹波波束宽度的抛物面镜。4.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张振伟，曹吉，贾锐，许靖，潘晓鹏，吴迎红，李春连，张存林，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：