CN104407232B - 电介质材料微波复介电常数测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电介质材料微波复介电常数测试系统及方法，测试系统包括同轴开放式谐振腔、耦合量调节器，测试的方法包括步骤：1、记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；2、测量待测样品厚度为d，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；3、利用谐振腔的微扰理论，提取得待测材料的复介电常数；本发明的测试系统及方法实现了微波电介质材料复介电常数的高精度测试，无需对网络分析仪进行繁琐的精密校准，缩短了测试时间，并且降低了测试对样品制作的要求。

Description

电介质材料微波复介电常数测试系统及方法

技术领域

本发明属于微波、毫米波材料电磁参数测试技术领域，具体来说是一种由同轴开放式谐振腔(Open Coaxial Resonator)和测试夹具组成的关于电介质材料的复介电常数测试的系统及方法。

背景技术

微波材料作为微波的传输媒质，在微波集成电路、微波通信、雷达隐身、电子对抗、导弹制导等各个领域都有广泛的应用。微波材料的电磁参数一般指复介电常数和复磁导率，通常以复数形式ε(jω)＝ε'(jω)-jε"(jω)，μ(jω)＝μ'(jω)-jμ"(jω)表示，它们是描述电磁场和材料之间相互作用最基本的两个特征参数。随着无线通信工作频率越来高，无线射频器件正趋向模块集成发展，作为微电子技术发展先导因素的介质材料，其应用越来越广泛。介质材料的性能，是决定微电子技术和半导体制造技术发展的至关重要因素。工业化工领域，矿产资源作为人类社会发展的物质基础，其利用率的提高对能源节约有不可忽略的重大意义。例如煤炭微波脱硫过程的进行，对于煤炭粉末的复介电常数测试就是必不可少的。此外，生物材料是以和生命系统结合，以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。生物材料的电磁特性研究在整个材料的成形到临床应用过程中有着至关重要的作用，因此对生物材料的复介电常数的精确测量具有重要的社会意义和医学价值。因此，准确测量介质材料的电磁参数对于无线通信技术以及微波毫米电路集成的发展具有举足重轻的作用。

微波材料电磁参数测试经过几十年的发展，已经形成了一套相对完整的学科体系。目前，在微波、毫米波频段，微波材料测试方法按原理可分为网络参数法和谐振腔法。本发明属于谐振腔法的一种，谐振腔法是将微波材料置入谐振腔中，根据放入样品前后谐振频率和品质因数的变化，通过相应的算法来计算样品复介电常数的一种方法。

近年来国内外对电介质材料的测试做了大量的研究，产生了一些比较新颖并且测试精度很高的测试方法。日本的Ryotaro Inoue和Yasuhiko Odat等人提出了一种利用同轴开放式谐振腔测试电介质材料复介电常数的方法，但是该方法测试过程中需要抽取真空，操作相对繁琐，其只适用于低损耗的电介质材料的测试，并且测试频带比较窄；国内华中科技大学的张秀成等人也提出过利用反射式矩形谐振腔，选用品质因数较高的TE₁₀₅工作模式，通过在宽边中央钻圆形小孔来放置电介质材料，这种方法测试电介质材料，只能在单一频点上测试，并且在圆形小孔中电介质材料无法精确定位，会对测试结果产生一定的影响；

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电介质材料微波复介电常数测试系统及方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电介质材料微波复介电常数测试系统，包括：同轴开放式谐振腔，包括底座、固定板、支撑于底座和固定板之间的支撑杆、固定于底座上方支撑杆内部的外导体、和外导体同轴设置的内导体，所述内导体具有圆柱形的底部及圆锥形的顶部，所述外导体具有与内导体形状相同的内腔，且内腔和内导体半径的比例恒定；耦合量调节器，设置于所述外导体上，调节器上连接有向谐振腔内部延伸且延伸距离可调的同轴探针，探针伸出腔体外的部分设有SMA接头，SMA接头连接其他同轴连接器的转换器后经电缆和矢量网络分析仪相连，探针的末端连接伸入谐振腔内部的位于外导体和内导体之间的耦合环，外导体腔体的顶部为开路端面，开路端面上方设有夹具、用于放置样品的样品区、以及将夹具和样品压紧的加压装置。

外导体内腔和内导体的底部都为圆柱体，顶部都为圆锥体，这样可以减小上部开路处的孔径，减小电磁场向外辐射的能量，提高谐振腔的品质因数。

外导体的内腔和内导体半径的比例恒定，从而使同轴线各处的特性阻抗相同。

SMA到其他同轴连接器的转换器，实现了SMA接头到其他同轴连接器也就是矢量网络分析仪配套电缆的接头的转换。

通过外部加压装置将待测材料和夹具之间的空气排出，减小了层隙对测试结果的影响，使该系统和方法的测试精度得到很大提高。

作为优选方式，所述同轴探针通过向谐振腔内部延伸的螺纹与调节器螺纹连接。

作为优选方式，所述加压装置为与所述固定板垂直螺纹连接的螺纹杆。

作为优选方式，测试低损耗固体电介质材料时，所述夹具为压紧夹具，压紧夹具下方为样品区，压紧夹具为和开路端面的外导体外径相同的圆柱体，压紧夹具的厚度为15-25mm。

作为优选方式，测试高损耗固体电介质材料时，所述夹具包括开路端面上方的高耗夹具、高耗夹具上方的压紧夹具，高耗夹具和压紧夹具之间为放置样品的样品区，高耗夹具和压紧夹具为和开路端面的外导体外径相同的圆柱体，高耗夹具的厚度为0.5-3mm，压紧夹具的厚度为15-25mm。

高耗夹具的厚度较薄，本系统取为0.5-3mm，压紧夹具的厚度较厚，取为15-25mm。高耗夹具是在测高损耗样品时使用的，为了减小高损耗样品对谐振腔的过大扰动，其厚度太厚将降低测试的灵敏度；压紧夹具是用来压住样品的，厚度较厚是为了使消除压力传感器对电磁场的影响。

优选的，所述夹具为聚四氟乙烯。使用聚四氟乙烯是因为容易得到且介电常数和损坏较低，有一定的硬度并易加工，也可以使用其他类似性质的材料。

作为优选方式，测试粉末/液体电介质待测材料时，所述夹具为酒杯夹具，酒杯夹具内部为样品区，酒杯夹具的外径和开路端面的外导体外径相同，酒杯夹具的底部和壁厚为1mm。

作为优选方式，所述开路端面为光滑平面，所述夹具的直径为开路端面外导体内径的4倍以上。4倍以上的目的是使开路端辐射出的电磁场基本都在夹具内，减少外部空气部分对测试的影响。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种利用上述系统进行低损耗固体电介质材料电磁参数测试的方法，包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，将夹具去掉，通过耦合量调节器调节探针深入谐振腔内的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将待测电介质材料样品放置在同轴开放式谐振腔和夹具之间，测量待测样品厚度为d，利用加压装置将待测样品和夹具之间的空气排净，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔的微扰理论，提取得待测材料的复介电常数。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种利用上述系统进行高损耗固体电介质材料电磁参数测试的方法，包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，通过耦合量调节器调节探针深入腔体的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，利用加压装置将夹具中的空气排净，记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将待测电介质材料样品放置在样品区，测量待测样品厚度为d，利用加压装置将待测样品和夹具之间的空气排净，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔微扰理论，计算得到电介质材料和夹具一起的等效复介电常数，然后通过测量一些标样的数据采用曲线拟合的方法，提取出待测材料的复介电常数。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种利用上述系统进行粉末/液体电介质材料电磁参数测试的方法，包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，通过耦合量调节器调节探针深入腔体的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，将夹具放置在腔体开路端，记录为夹具未盛样品时系统在测试范围内腔体的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将粉末/液体电介质材料盛放在样品区中，放置在腔体开路端，记录此时系统在测试范围内腔体的谐振频率f₁和相应频点的品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔微扰理论，计算得到粉末/液体电介质材料复介电常数。

对于从测试数据中计算材料复介电常数的方法，可行的一般有利用等效集总电路处理、腔体微扰方法、数值分析等，这里只陈述微扰方法处理的原理。测试时样品是放置在同轴谐振腔开放端，也即是在近场处，电磁场可以做准静态处理。在本发明中，测试的材料都是均匀各向同性的非磁性电介质材料，即，这里ε和μ是样品的复介电常数和磁导率。在同轴腔开放端面处，电场最强磁场最弱，放在此端面上的电介质将被电极化，极化后的电介质产生的极化电荷反过来会对腔体的电磁场产生微小摄动，此时在电介质样品中的电场可以用极化电荷产生的电场叠加来表示，即：

这里b＝(ε-ε₀)/(ε+ε₀)，q＝4πε₀R₀V₀，R₀是开路端同轴谐振腔内导体的半径，V₀是开路端内外导体之间的等效电压，ε₀是真空复介电常数，ε是待测样品复介电常数，n是求和式中的变量，以同轴开放式谐振腔开路端所在平面为圆柱坐标系rρ平面、z轴方向向外，则和分别是圆柱坐标系r和z方向的单位矢量。因为微波能量主要集中在谐振腔内，在开路端面处的电介质样品对腔体的扰动不大，因此经典的微扰理论可以用来从测得的谐振频率f和品质因数Q求取样品的复介电常数ε：

以上两式中V_s表示样品的体积，V表示腔体的体积，V_s表示待测样品的体积，tanδ＝ε″/ε'，μ₀是真空磁导率，Δε和Δμ分别是引入样品后复介电常数和复磁导率的变化值，A和B是和腔体几何参数有关的常数，其值可以通过标样校准过程来确定，例如可以通过测量标样蓝宝石来求得A和B。

如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的测试系统及方法实现了微波电介质材料复介电常数的高精度测试，无需对网络分析仪进行繁琐的精密校准，缩短了测试时间，并且降低了测试对样品制作的要求，该方法不仅适用于低损耗电介质材料的复介电常数测试，同样的适用于高损耗电介质材料，电介质材料可以是固体，也可以是粉末或者液体。

附图说明

图1是测试系统装置图。

图2是同轴开放式谐振腔(Open Coaxial Resonator)17的结构示意图。

图3是耦合量调节器的示意图。

图4是系统测试框图。

图5是酒杯夹具的示意图。

其中，1为固定板，2为加压装置，3为压紧夹具，4为样品区，5为高耗夹具，6为外导体上端盖，7为支撑杆，8为内导体，9为外导体，10为耦合环，11为耦合量调节器，12是SMA接头连接其他同轴连接器的转换器，13为外导体底端，14为底座，15为电缆，16是矢量网络分析仪，17是同轴开放式谐振腔，18是PC机，19为开路端面，20为内腔，21为同轴探针，22为酒杯夹具，23为压力传感器，24为圆环。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明提供一种电介质材料微波复介电常数测试系统，包括：同轴开放式谐振腔17，包括底座14、固定板1、支撑于底座和固定板之间的支撑杆7、固定于底座上方支撑杆内部的外导体9、和外导体同轴设置的内导体8，所述内导体具有圆柱形的底部及圆锥形的顶部，所述外导体具有与内导体形状相同的内腔20，外导体和内导体的尺寸必须满足同轴线各处的特性阻抗相同，所以外导体内腔半径和内导体半径的比例恒定；耦合量调节器11，设置于所述外导体上，调节器上连接有向谐振腔内部延伸且延伸距离可调的同轴探针21，探针伸出腔体外的部分设有SMA接头，SMA接头连接其他同轴连接器的转换器12后经电缆15和矢量网络分析仪16相连，探针的末端连接伸入谐振腔内部的位于外导体和内导体之间的耦合环10，外导体腔体的顶部为开路端面19，开路端面上方设有夹具、用于放置样品的样品区4、以及将夹具和样品压紧的加压装置2。通过外部加压装置将待测材料和夹具之间的空气排出，减小了层隙对测试结果的影响，使该系统和方法的测试精度得到很大提高。

谐振腔由黄铜制成，所述同轴探针通过向谐振腔内部延伸的螺纹与调节器螺纹连接。

如图3所示，通过调节器来调节耦合环深入到腔体中的长度，调节器上设有和同轴探针固定在一起的圆环24，通过旋转圆环24来调整探针21伸入腔体内的长度，探针的末端有圆形耦合环，通过调整同轴探针伸入腔体内的长度，调整耦合环耦合的能量大小。此外也可将同轴探针的同轴线末端拨出一段内导体弯成环状做成耦合环，然后通过孔插入腔体，实现磁耦合。

如图2所示，所述外导体包括底端13、外导体上端盖6，底端13中间开孔型槽，可以将内导体固定在底部上。

外导体内腔和内导体的底部都为圆柱体，顶部都为圆锥体，这样可以减小上部开路处的孔径，减小电磁场向外辐射的能量，提高谐振腔的品质因数。

外导体的内腔和内导体半径的比例恒定，从而使同轴线各处的特性阻抗相同。

SMA到其他同轴连接器的转换器，实现了SMA接头到其他同轴连接器也就是矢量网络分析仪配套电缆的接头的转换。

所述加压装置为与所述固定板垂直螺纹连接的螺纹杆，旋转螺纹杆从而向下对夹具和样品施加压力。

测试系统框图如图4所示，同轴开放式谐振腔17与耦合环10及SMA到其他同轴(如N型、SMA或APC-7等)连接器的转换器12组装在一起，通过电缆15与矢量网络分析仪16相连，SMA到其他同轴连接器的转换器12，实现了SMA接头到其他同轴连接器也就是矢量网络分析仪配套电缆15的接头的转换，压紧夹具和加压装置的螺纹杆之间设有压力传感器23，同时压力传感器23再与PC机18相连，实时记录测试时的压力值。

测试低损耗固体电介质材料时，所述夹具为压紧夹具3，压紧夹具下方为样品区，压紧夹具为和开路端面19的外导体外径相同的圆柱体，压紧夹具的厚度为15-25mm。

测试高损耗固体电介质材料时，所述夹具包括开路端面上方的高耗夹具5、高耗夹具5上方的压紧夹具3，高耗夹具和压紧夹具之间为放置样品的样品区4，高耗夹具和压紧夹具为和开路端面的外导体外径相同的圆柱体，高耗夹具的厚度为0.5-3mm，压紧夹具的厚度为15-25mm。

高耗夹具的厚度较薄，本系统取为0.5-3mm，压紧夹具的厚度较厚，取为15-25mm。高耗夹具是在测高损耗样品时使用的，为了减小高损耗样品对谐振腔的过大扰动，其厚度太厚将降低测试的灵敏度；压紧夹具是用来压住样品的，厚度较厚是为了使消除压力传感器对电磁场的影响。

所述夹具为聚四氟乙烯。使用聚四氟乙烯是因为容易得到且介电常数和损坏较低，有一定的硬度并易加工，也可以使用其他类似性质的材料。

测试粉末/液体电介质待测材料时，所述夹具为酒杯夹具22，酒杯夹具内部为样品区，酒杯夹具的外径和开路端面的外导体外径相同，酒杯夹具的底部和壁厚为1mm。

所述开路端面为光滑平面，因为开路端面为样品接触面，所以开路端面光滑可以保证样品和腔体开路端或夹具有良好接触，减小空气间隙的存在，以减小空气间隙对测试带来的误差。

所述夹具的直径为开路端面外导体内径的4倍以上，4倍以上的目的是使开路端辐射出的电磁场基本都在夹具内，减少外部空气部分对测试的影响。

利用上述系统进行低损耗固体电介质材料电磁参数测试的方法，包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，将夹具去掉，通过耦合量调节器调节探针深入谐振腔内的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将待测电介质材料样品放置在同轴开放式谐振腔和夹具之间，测量待测样品厚度为d，利用加压装置将待测样品和夹具之间的空气排净，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔的微扰理论，提取得待测材料的复介电常数。

利用上述系统进行高损耗固体电介质材料电磁参数测试的方法，包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，通过耦合量调节器调节探针深入腔体的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，利用加压装置将夹具中的空气排净，记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将待测电介质材料样品放置在样品区，测量待测样品厚度为d，利用加压装置将待测样品和夹具之间的空气排净，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔微扰理论，计算得到电介质材料和夹具一起的等效复介电常数，然后通过测量一些标样的数据采用曲线拟合的方法，提取出待测材料的复介电常数。

利用上述系统进行粉末/液体电介质材料电磁参数测试的方法，包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，通过耦合量调节器调节探针深入腔体的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，将夹具放置在腔体开路端，记录为夹具未盛样品时系统在测试范围内腔体的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将粉末/液体电介质材料盛放在样品区中，放置在腔体开路端，记录此时系统在测试范围内腔体的谐振频率f₁和相应频点的品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔微扰理论，计算得到粉末/液体电介质材料复介电常数。

对于从测试数据中计算材料复介电常数的方法，可行的一般有利用等效集总电路处理、腔体微扰方法、数值分析等，这里只陈述微扰方法处理的原理。测试时样品是放置在同轴谐振腔开放端，也即是在近场处，电磁场可以做准静态处理。在本发明中，测试的材料都是均匀各向同性的非磁性电介质材料，即，这里ε和μ是样品的复介电常数和磁导率。在同轴腔开放端面处，电场最强磁场最弱，放在此端面上的电介质将被电极化，极化后的电介质产生的极化电荷反过来会对腔体的电磁场产生微小摄动，此时在电介质样品中的电场可以用极化电荷产生的电场叠加来表示，即：

这里b＝(ε-ε₀)/(ε+ε₀)，q＝4πε₀R₀V₀，R₀是开路端同轴谐振腔内导体的半径，V₀是开路端内外导体之间的等效电压，ε₀是真空复介电常数，ε是待测样品复介电常数，n是求和式中的变量，以同轴开放式谐振腔开路端所在平面为圆柱坐标系rρ平面、z轴方向向外，则和分别是圆柱坐标系r和z方向的单位矢量。因为微波能量主要集中在谐振腔内，在开路端面处的电介质样品对腔体的扰动不大，因此经典的微扰理论可以用来从测得的谐振频率f和品质因数Q求取样品的复介电常数ε：

以上两式中V_s表示样品的体积，V表示腔体的体积，V_s表示待测样品的体积，tanδ＝ε″/ε'，μ₀是真空磁导率，Δε和Δμ分别是引入样品后复介电常数和复磁导率的变化值，A和B是和腔体几何参数有关的常数，其值可以通过标样校准过程来确定，例如可以通过测量标样蓝宝石来求得A和B。

如果腔体空载测试时，测试频率小于6GHz时只有TEM模的谐振峰，高次模的谐振峰极少，则本系统能够在100MHz～6GHz的宽频带范围内的多个离散频点上进行高低损耗电介质材料复介电常数的测量。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种电介质材料微波复介电常数测试系统，其特征在于，包括：

同轴开放式谐振腔，包括底座、固定板、支撑于底座和固定板之间的支撑杆、固定于底座上方支撑杆内部的外导体、和外导体同轴设置的内导体，所述内导体具有圆柱形的底部及圆锥形的顶部，所述外导体具有与内导体形状相同的内腔，且内腔和内导体半径的比例恒定；

耦合量调节器，设置于所述外导体上，调节器上连接有向谐振腔内部延伸且延伸距离可调的同轴探针，探针伸出腔体外的部分设有SMA接头，SMA接头连接同轴连接器的转换器后经电缆和矢量网络分析仪相连，探针的末端连接伸入谐振腔内部的位于外导体和内导体之间的耦合环，外导体腔体的顶部为开路端面，开路端面上方设有夹具、用于放置样品的样品区、以及将夹具和样品压紧的加压装置；所述同轴探针通过向谐振腔内部延伸的螺纹与调节器螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的电介质材料微波复介电常数测试系统，其特征在于：所述加压装置为与所述固定板垂直螺纹连接的螺纹杆。

3.根据权利要求1所述的电介质材料微波复介电常数测试系统，其特征在于：测试低损耗固体电介质材料时，所述夹具为压紧夹具，压紧夹具下方为样品区，压紧夹具为和开路端面的外导体外径相同的圆柱体，压紧夹具的厚度为15-25mm。

4.根据权利要求1所述的电介质材料微波复介电常数测试系统，其特征在于：测试高损耗固体电介质材料时，所述夹具包括开路端面上方的高耗夹具、高耗夹具上方的压紧夹具，高耗夹具和压紧夹具之间为放置样品的样品区，高耗夹具和压紧夹具为和开路端面的外导体外径相同的圆柱体，高耗夹具的厚度为0.5-3mm，压紧夹具的厚度为15-25mm。

5.根据权利要求1所述的电介质材料微波复介电常数测试系统，其特征在于：测试粉末/液体电介质待测材料时，所述夹具为酒杯夹具，酒杯夹具内部为样品区，酒杯夹具的外径和开路端面的外导体外径相同，酒杯夹具的底部和壁厚为1mm。

6.根据权利要求1所述的电介质材料微波复介电常数测试系统，其特征在于：所述开路端面为光滑平面，所述夹具的直径为开路端面外导体内径的4倍以上。

7.利用权利要求1或2或3或6所述的系统进行低损耗固体电介质材料电磁参数测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，将夹具去掉，通过耦合量调节器调节探针深入谐振腔内的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将待测电介质材料样品放置在同轴开放式谐振腔和夹具之间，测量待测样品厚度为d，利用加压装置将待测样品和夹具之间的空气排净，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔的微扰理论，提取得待测材料的复介电常数。

8.利用权利要求1或2或4或6所述的系统进行高损耗固体电介质材料电磁参数测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，通过耦合量调节器调节探针深入腔体的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，利用加压装置将夹具中的空气排净，记录未加载任何样品的系统在测试范围内系统的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将待测电介质材料样品放置在样品区，测量待测样品厚度为d，利用加压装置将待测样品和夹具之间的空气排净，测试得到加载样品后系统在测试范围内的谐振频率f₁和相应的有载品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔微扰理论，计算得到电介质材料和夹具一起的等效复介电常数，然后通过测量一些标样的数据采用曲线拟合的方法，提取出待测材料的复介电常数。

9.利用权利要求1或2或5或6所述的系统进行粉末/液体电介质材料电磁参数测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：选定测试频率范围，通过耦合量调节器调节探针深入腔体的长度，使得系统在谐振频点处的品质因数最大，将夹具放置在腔体开路端，记录为夹具未盛样品时系统在测试范围内腔体的谐振频率f₀和相应频点的品质因数Q₀；

步骤2：将粉末/液体电介质材料盛放在样品区中，放置在腔体开路端，记录此时系统在测试范围内腔体的谐振频率f₁和相应频点的品质因数Q₁；

步骤3：利用谐振腔微扰理论，计算得到粉末/液体电介质材料复介电常数。