材料微波介电常数和磁导率的测量试验报告.pdf

材料微波介电常数和磁导率的测量 实验报告 张楚珩（121120173） zhangchuheng123@ 2015年11月3日 1 引言 隐身技术是通过控制、降低目标的可探测信号特征，使其不易被微波、红外、可见 光、声波等各种探测设备发现、跟踪、定位的综合技术。其中，微波隐身（或者雷达波隐 身）的研究早在20世纪30年代就开始了。现在已经发展成集形状隐身、材料隐身等一体的 高度复杂的技术，并已经应用到导弹、飞机、舰船、装甲车辆、重要军事设施等许多武器 装备上。 雷达隐身技术中，最简单的一种涂覆型隐身技术。它是将吸波材料直接以一定的厚度 涂覆在外壳以降低对微波的反射，减小雷达探测截面，提高隐身能力。而材料的微波介电 常数和磁导率与吸波性能有关，本实验用开路短路法对其测量。 2 实验目的 1. 了解和掌握微波开路和短路的含义和实现方法； 2. 掌握测量材料微波介电常数和磁导率的原理和方法； 3. 了解微波测试系统元部件的作用。 3 实验原理 3.1 实验原理推导 对于涂覆在金属平板（假定为理想导体，下同）表面的单层吸波材料，空气与涂层界 面处的输入阻抗为 √ (1) ϵ 其中， √ Ω是自由空间波阻抗， 是电磁波在涂层中的传播常数，是吸波涂 ϵ 层厚度， ，ϵ 分别为涂层的相对磁导率和相对介电常数。 1 当电磁波由空气向涂层垂直入射时，在界面上的反射系数为 (2) 以分贝（dB）表示的功率反射率为： (3) 对多层涂覆，电磁波垂直入射到第n层时，其输入阻抗为： (4) 其中， √′ ′′ ϵ′ ϵ′′ 是第n层的特性阻抗， √′ ′′ ϵ′ ϵ′′ 是 第n层的传播常数， 为第n层的厚度，为第n-1层入射面的输入阻抗。 理想导体平板的输入阻抗为0，最外层的输入阻抗可以通过迭代法得出，从而由公式得 到反射率。 由此可见，无论是单层涂覆还是多层涂覆，测出各层材料的复介电常数ϵ 和复磁导 率 及其与频率的关系式设计隐身涂层的关键。 网络分析仪今年已较多地应用于测量材料微波段的 ，ϵ ，但其价格较高。我们在此 介绍一种基于测量线的波导测量装置，用其测出开路、短路二点阻抗，推算