CN105182086A - 多模介质介电常数测试装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通心射频器件技术领域，尤其涉及多模介质介电常数测试装置及其使用方法，多模介质介电常数测试装置包括开设有屏蔽腔的金属体以及盖设于所述屏蔽腔上方的盖板，所述屏蔽腔的内底部设置有支撑体，所述支撑体的顶端面开设有定位槽，所述屏蔽腔相对的两侧壁分别穿设有一耦合探针。本发明能够直接对多模介质体进行测试，无需制作样品环，节省了加工周期，实测得到的数据和仿真吻合度较好，保证测试的准确性；且装置结构简单，操作简易，可批量测试，保证多模介质滤波器批量制造的可行性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通心射频器件技术领域，尤其涉及多模介质介电常数测试装置及其使用方法。
背景技术
随着陶瓷介质在微波通信领域的迅速发展，多模介质滤波器的应用也受到越来越多的关注，但多模介质滤波器研究的难点之一就是对多模介质的介电性能及尺寸精度要求较高，必须通过严格的加工及精确的测量来保障。
对于多模介质的介电性能测试，目前鲜有涉及，或采用的方式是用介质样品环替代测试，结构上的差异使得测试准确性较低。
对于采用介质样品环替代多模介质测试，存在以下弊端：一、介质样品环为圆形，而实际的多模介质为方形，结构上的不同可能导致成型密度不同，使得介电常数存在差异；二、介质样品环测试时，通常需要一个圆形支撑体作支撑，该圆形支撑体对介质的定位精度较低，不仅影响测试准确性，批量测试一致性也难以保证。
上述用介质样品环替代多模介质测试存在的弊端促使我们去探讨新的测试方法，来解决多模介质的精确测量要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种多模介质介电常数测试装置，旨在解决现有的多模介质介电性能传统测试方法的弊端，以提高测量精度，保证产品性能以及产品的批量可制造性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：多模介质介电常数测试装置，包括开设有屏蔽腔的金属体以及盖设于所述屏蔽腔上方的盖板，所述屏蔽腔的内底部设置有支撑体，所述支撑体的顶端面开设有定位槽，所述屏蔽腔相对的两侧壁分别穿设有一耦合探针。
优选的，两所述耦合探针的外端部均设置有射频连接器。
优选的，所述定位槽的其中相邻的两端为敞开结构，相对该敞开结构的另相邻的两端形成L型槽壁。
优选的，所述屏蔽腔为方形屏蔽腔。
优选的，所述支撑体由PTFE、PPE或PI材料制成。
优选的，所述屏蔽腔和盖板的内表面均设置有镀银层。
优选的，所述支撑体开设有至少一个沉头孔，所述支撑体通过沉头螺钉穿设该沉头孔与所述屏蔽腔的内底部连接。
优选的，所述金属体的顶部开设有至少一个第一螺孔，所述盖板开设有至少一个与所述第一螺孔对应的第二螺孔，所述盖板通过螺钉穿设所述第二螺孔和第一螺孔与所述金属体固定连接。
本发明的有益效果：本发明的多模介质介电常数测试装置，测试时，将被测的多模介质体放在支撑体的定位槽内；接着通过定位槽对该多模介质体进行定位，并确保多模介质体位于两耦合探针的内端部之间；接着将盖板盖设于屏蔽腔的上方并压紧在金属体的顶部；接着将频率测试仪的I/O电缆分别与两个耦合探针的外端部连接，然后读取谐振频率；最后将读取的谐振频率以及多模介质体的外形尺寸代入仿真软件，计算出多模介质体的介电常数。本发明能够直接对多模介质进行测试，无需制作样品环，节省了加工周期，实测得到的数据和仿真吻合度较好，保证测试的准确性；且装置结构简单，操作简易，可批量测试，保证多模介质滤波器批量制造的可行性。
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种多模介质介电常数测试装置的使用方法，旨在解决现有的多模介质介电性能传统测试方法的弊端，以提高测量精度，保证产品性能以及产品的批量可制造性。
为实现上述目的，本发明的另一技术方案是：一种多模介质介电常数测试装置的使用方法，
(a)将被测的多模介质体放在支撑体的定位槽内；
(b)通过定位槽对该多模介质体进行定位，并确保多模介质体位于两耦合探针的内端部之间；
(c)将盖板盖设于屏蔽腔的上方并压紧在金属体的顶部；
(d)将频率测试仪的I/O电缆分别与两个耦合探针的外端部连接，然后读取谐振频率；
(e)将读取的谐振频率以及多模介质体的外形尺寸代入仿真软件，计算出多模介质体的介电常数。
优选的，所述步骤(c)具体的为：将盖板盖设于在屏蔽腔的上方并压紧在金属体的顶部，然后倾斜金属体使得多模介质体通过自重紧靠于定位槽的槽壁。
本发明的有益效果：通过本发明的方法能够直接对多模介质体进行测试，无需制作样品环，节省了加工周期，实测得到的数据和仿真吻合度较好，保证测试的准确性；且操作简易，可批量测试，保证多模介质滤波器批量制造的可行性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中被测的多模介质体的结构示意图。
附图标记包括：
10—金属体11—屏蔽腔12—第一螺孔
20—盖板21—第二螺孔30—支撑体
31—定位槽32—沉头孔40—耦合探针
41—射频连接器50—多模介质体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1至图2所示，本发明实施例提供的多模介质介电常数测试装置，包括开设有屏蔽腔11的金属体10以及盖设于屏蔽腔11上方的盖板20，屏蔽腔11的内底部设置有支撑体30，支撑体30的顶端面开设有定位槽31，屏蔽腔11相对的两侧壁分别穿设有一耦合探针40。其中，屏蔽腔11可以设计呈方形的屏蔽腔11。
具体的，可以通过以下方法步骤使用本实施例的装置进行多模介质介电常数测试：
(a)将被测的多模介质体50放在支撑体30的定位槽31内；
(b)通过定位槽31对该多模介质体50进行定位，并确保多模介质体50位于两耦合探针40的内端部之间；
(c)将盖板20盖设于屏蔽腔11的上方并压紧在金属体10的顶部；
(d)将频率测试仪的I/O电缆分别与两个耦合探针40的外端部连接，经过耦合探针信号耦合测试频率，然后读取TE01δ模谐振频率；
(e)将读取的谐振频率以及多模介质体50的外形尺寸代入仿真软件，其中，多模介质体50的外形尺寸分别包括长宽高值，最后计算出多模介质体50的介电常数。
进一步地，步骤(c)具体的为：将盖板20盖设于在屏蔽腔11的上方并压紧在金属体10的顶部，然后倾斜金属体10使得多模介质体50通过自重紧靠于定位槽31的槽壁。这样，可以确保多模介质体50内侧相邻的两侧面在重力的作用下抵靠在定位槽31的槽壁上，从而可以确保多模介质体50测试位置的可重复性，保证测量一致性。
本实施例的TE01δ模是电磁波传输其中一种传输模式，当然，电磁波还有其他传输模式。
其中，本发明可以使用ANSYSHFSS(全波三维电磁场仿真器)作为仿真软件。
参见图2，在金属体10和支撑体30的材料及尺寸都是已知的情况下，测量多模介质体50外形长a、宽b、高c的尺寸，同时根据频率测试结果得出TE01δ模谐振频率f，将变量a、b、c和f代入仿真软件，即可计算出被测的多模介质体50的介电常数εr。
本发明实施例提供的多模介质介电常数测试装置能够直接对多模介质体50进行测试，无需制作样品环，节省了加工周期，实测得到的数据和仿真吻合度较好，保证测试的准确性；且装置结构简单，操作简易，可批量测试，保证多模介质滤波器批量制造的可行性。
本实施例中，两耦合探针40的外端部均设置有射频连接器41。具体的，在耦合探针40的外端部设置射频连接器41，从而实现可以直接通过该射频连接器41与外界的频率测试仪的I/O电缆连接，进而可以在频率测试仪上读取出耦合探针40测试到的谐振频率。
本实施例中，定位槽31的其中相邻的两端为敞开结构，相对该敞开结构的另相邻的两端形成L型槽壁。该种结构更容易实现将被测试的多模介质体50放入到定位槽31内。具体的，将多模介质体50从定位槽31的敞开结构方向放入并移动直至紧靠槽定位槽31的L型槽壁上，这样可以确保多模介质体50测试位置的可重复性，保证测量的一致性。
进一步地，定位槽31的槽底为光滑结构，进一步提升定位槽31对多模介质体50的位置定位精度。
为确保电磁能在支撑体30内的功率损耗尽量小，本实施例中的支撑体30优选采用低损耗、低介电性能材料制成。
具体的，支撑体30由PTFE、PPE或PI材料制成。PTFE、PPE和PI材料不但具有低损耗、低介电性能，且均具备较好的加工性能，便于在支撑体30的加工成型定位槽31。具体的，PTFE的中文名为聚四氟乙烯，PPE的中文名为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚，PI的中文名为聚酰亚胺。
更具体的，支撑体30可以设计呈方形体，支撑体30的外形尺寸和定位槽31尺寸要根据所测试的多模介质体50介电性能及尺寸进行设计，以使测试结果尽可能精确。
本实施例中，屏蔽腔11和盖板20的内表面均设置有镀银层(未在图中标示)。具体的，通过该镀银层的设置可以使电磁在金属和空气中的功率损耗尽量小，以使得测试结果尽可能精确。
本实施例中，支撑体30开设有至少一个沉头孔32，支撑体30通过沉头螺钉(未在图中标示)穿设该沉头孔32与屏蔽腔11的内底部连接。具体的，通过沉头螺钉将支撑体30锁紧在屏蔽腔11的内底部与金属体10紧固连接，连接稳定性好，支撑体30不会出现松动，保证测试过程中的可靠性，确保测试的准确性。
本实施例中，金属体10的顶部开设有至少一个第一螺孔12，盖板20开设有至少一个与第一螺孔12对应的第二螺孔21，盖板20通过螺钉(未在图中标示)穿设所述第二螺孔21和第一螺孔12与金属体10固定连接。具体的，通过螺钉将盖板20与金属体10的顶部紧密连接，可以使得屏蔽腔11内的空间尽可能密封，尽可能降低电磁能功率损耗。当然，也可以采用液压或者气动装置将盖板20压紧在金属体10的顶部。
综上所述可知本发明能够直接对多模介质体50进行测试，无需制作样品环，节省了加工周期，保证测试准确性；且本发明结构简单，操作简易，可批量测试，保证多模介质滤波器批量制造的可行性；且本发明已经进行过实际的验证，实测得到的数据和仿真吻合度好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.多模介质介电常数测试装置，其特征在于：包括开设有屏蔽腔的金属体以及盖设于所述屏蔽腔上方的盖板，所述屏蔽腔的内底部设置有支撑体，所述支撑体的顶端面开设有定位槽，所述屏蔽腔相对的两侧壁分别穿设有一耦合探针。
2.根据权利要求1所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：两所述耦合探针的外端部均设置有射频连接器。
3.根据权利要求1所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：所述定位槽的其中相邻的两端为敞开结构，相对该敞开结构的另相邻的两端形成L型槽壁。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：所述屏蔽腔为方形屏蔽腔。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：所述支撑体由PTFE、PPE或PI材料制成。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：所述屏蔽腔和盖板的内表面均设置有镀银层。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：所述支撑体开设有至少一个沉头孔，所述支撑体通过沉头螺钉穿设该沉头孔与所述屏蔽腔的内底部连接。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的多模介质介电常数测试装置，其特征在于：所述金属体的顶部开设有至少一个第一螺孔，所述盖板开设有至少一个与所述第一螺孔对应的第二螺孔，所述盖板通过螺钉穿设所述第二螺孔和第一螺孔与所述金属体固定连接。
9.一种权利要求1～8任意一项所述的多模介质介电常数测试装置的使用方法，其特征在于：
(a)将被测的多模介质体放在支撑体的定位槽内；
(b)通过定位槽对该多模介质体进行定位，并确保多模介质体位于两耦合探针的内端部之间；
(c)将盖板盖设于屏蔽腔的上方并压紧在金属体的顶部；
(d)将频率测试仪的I/O电缆分别与两个耦合探针的外端部连接，然后读取谐振频率；
(e)将读取的谐振频率以及多模介质体的外形尺寸代入仿真软件，计算出多模介质体的介电常数。
10.根据权利要求9所述的多模介质介电常数测试装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(c)具体的为：将盖板盖设于在屏蔽腔的上方并压紧在金属体的顶部，然后倾斜金属体使得多模介质体通过自重紧靠于定位槽的槽壁。
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