【技术实现步骤摘要】
本技术属于超材料测试，具体涉及超材料调控元件测试系统。
技术介绍
1、超表面作为一种二维结构的超材料，在电磁散射调控方面具有良好的研究价值和应用潜力。在光学波段，超表面能够用于设计新型的超薄光学器件，如超透镜、分光器、全息透镜等；在毫米波及太赫兹波段，超表面能够用于实现电磁伪装、电磁隐身、定向辐射等。
2、超表面的电磁散射调控的本质是利用人工二维结构引入的突变相位来实现相位补偿。通过合理地排列这些突变相位可以改变电磁波束的波阵面，从而实现调控电磁波束的传播方向。超表面的基本单元类型主要有传输相位型、电路相位型和几何相位型。其中，电路相位型是在微波频段最常见的设计方式。当电磁波照射到电路相位型超表面，会在金属图案层产生等效的电容电感，从而影响超表面的相位突变，实现电磁波的调控。对于超表面的相位特性分析必须要从反射系数出发，而自由空间的特征微波阻抗已经是确定的值，介质基板和金属背板的微波阻抗也是确定的，只有图案层的微波阻抗是可以自由调控的。对超表面图案层微波阻抗的调节可以实现突变相位的控制，从而实现电磁波的自由调控。
3、现阶段应用于该超表面相位突变的手段主要有两种方式：一种是通过在超表面图案层中增加对电压敏感的调控元件，改变加载在该类元件上的电压，可以改变元件的微波阻抗；另一种是在超表面图案层增加对光辐照强度敏感的调控元件，改变加载在该类元件上的光辐照强度，也可以改变元件的微波阻抗。对于调控元件的微波阻抗测量，现阶段主要有传输反射法，测量频率低，测量精度低，需要对测试夹具进行校准，这对于高精度相位调控的超表
4、因此，如何搭建超材料调控元件测试系统，实现对超材料调控元件微波阻抗进行高精度测量，就成为了当前研究的重点。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
所存在的问题，本技术的目的在于提供一种超材料调控元件测试系统，通过测量得到测试系统的谐振参数，再通过谐振参数计算出调控元件的微波阻抗。本技术利用重入式同轴腔、外部场源、隔直器和矢量网络分析仪，根据待测调控元件对不同外部场源大小的响应不同，通过测量测试系统谐振频率和品质因素的变化，进而反演得到待测调控元件在不同外部场源作用下的微波阻抗。
2、为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：
3、超材料调控元件测试系统，包括测试夹具、外部场源、待测调控元件和矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪与测试夹具电性连接，所述待测调控元件置于测试夹具内部，所述外部场源置于测试夹具外部，所述外部场源将外部信号输入到待测调控元件，所述矢量网络分析仪测量待测调控元件受外部信号影响下的测试系统的谐振参数，通过谐振参数计算出待测调控元件受外部信号影响下的微波阻抗；所述待测调控元件为对电压敏感或对光辐照强度敏感的调控元件，所述外部场源为直流可调电压源或光源。
4、优选的，所述测试夹具采用重入式同轴腔，所述重入式同轴腔内的导体与短路面之间留有用于加载待测调控元件的空隙。
5、优选的，所述重入式同轴腔的短路面上设置有两个小孔，所述直流可调电压源通过直流线穿过重入式同轴腔的短路面小孔电性连接待测调控元件。
6、优选的，所述矢量网络分析仪通过同轴电缆分别与一号隔直器和二号隔直器电性连接，所述一号隔直器和二号隔直器分别与重入式同轴腔电性连接。
7、优选的，所述光源发出的光信号通过光学链路后到达待测调控元件和光功率计，光学链路包括衰减片、分束器、一号镜面和二号镜面，光源、衰减片和分束器位于同一直线上，一号镜面和二号镜面分别位于分束器分路后的两路光信号通路上，一路光信号经二号镜面到达光功率计，重入式同轴腔的侧壁对应待测调控元件的位置开设供光信号通过的通孔，一号镜面与重入式同轴腔侧壁的通孔位于同一直线上，另一路光信号通过一号镜面到达待测调控元件。
8、优选的，所述光源为宽谱光源。
9、综上所述，基于上述技术方案，本技术的有益效果在于：
10、本技术提供了一种超材料调控元件测试系统，仅使用了矢量网络分析仪、重入式同轴腔、可调直流电压源、光源和光功率计这些常用仪器，实现了测试系统谐振频率和品质因素的测量。测试系统结构简单，操作方便，测试结果准确无误。
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1.超材料调控元件测试系统，其特征在于，包括测试夹具、外部场源、待测调控元件和矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪与测试夹具电性连接，所述待测调控元件置于测试夹具内部，所述外部场源置于测试夹具外部，所述外部场源将外部信号输入到待测调控元件，所述矢量网络分析仪测量待测调控元件受外部信号影响下的测试系统的谐振参数，通过谐振参数计算出待测调控元件受外部信号影响下的微波阻抗；所述待测调控元件为对电压敏感或对光辐照强度敏感的调控元件，所述外部场源为直流可调电压源或光源。
2.根据权利要求1所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述测试夹具采用重入式同轴腔，所述重入式同轴腔内的导体与短路面之间留有用于加载待测调控元件的空隙。
3.根据权利要求2所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述重入式同轴腔的短路面上设置有两个小孔，所述直流可调电压源通过直流线穿过重入式同轴腔的短路面小孔电性连接待测调控元件。
4.根据权利要求3所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述矢量网络分析仪通过同轴电缆分别与一号隔直器和二号隔直器电性连接，所述一号隔直器和二号隔直
5.根据权利要求2所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述光源发出的光信号通过光学链路后到达待测调控元件和光功率计，光学链路包括衰减片、分束器、一号镜面和二号镜面，光源、衰减片和分束器位于同一直线上，一号镜面和二号镜面分别位于分束器分路后的两路光信号通路上，一路光信号经二号镜面到达光功率计，重入式同轴腔的侧壁对应待测调控元件的位置开设供光信号通过的通孔，一号镜面与重入式同轴腔侧壁的通孔位于同一直线上，另一路光信号通过一号镜面到达待测调控元件。
6.根据权利要求5所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述光源为宽谱光源。
...【技术特征摘要】
1.超材料调控元件测试系统，其特征在于，包括测试夹具、外部场源、待测调控元件和矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪与测试夹具电性连接，所述待测调控元件置于测试夹具内部，所述外部场源置于测试夹具外部，所述外部场源将外部信号输入到待测调控元件，所述矢量网络分析仪测量待测调控元件受外部信号影响下的测试系统的谐振参数，通过谐振参数计算出待测调控元件受外部信号影响下的微波阻抗；所述待测调控元件为对电压敏感或对光辐照强度敏感的调控元件，所述外部场源为直流可调电压源或光源。
2.根据权利要求1所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述测试夹具采用重入式同轴腔，所述重入式同轴腔内的导体与短路面之间留有用于加载待测调控元件的空隙。
3.根据权利要求2所述的超材料调控元件测试系统，其特征在于，所述重入式同轴腔的短路面上设置有两个小孔，所述直流可调电压源通过直流线穿过重入式同轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雨，钟文旭，田平，邱桂花，张军英，刘霞，王威，刘新，郭国建，胡倩倩，黄辉，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：新型
国别省市：
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