CN111289568A - 一种测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法，包括谐振腔和矢量网络分析仪，所述谐振腔为矩形结构，所述谐振腔的内腔中间底部设有用于放置待检测样品的支架，所述谐振腔的外壁开设有用于放入待检测样品的进料孔，所述谐振腔的一端设有第一耦合器，所述谐振腔的另一端设有第二耦合器，所述第一耦合器和第二耦合器分别通过波导同轴转换器与矢量网络分析仪连接。本发明可直接测量微波铁氧体材料半成品或成品的性能，不需要特意将要求测量样品加工至很小体积的状态，操作简单可靠，节省了加工标准测量样品的工序和工时，缩短了生产周期，提高了生产效率，每年可为企业降低数十万元的成本。

Description

一种测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及微波环形器技术领域，尤其涉及一种用于移动通信中微波环行器中测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法。
背景技术
随着移动通信技术的快速发展，微波环行器得到广泛应用，根据其中的铁氧体材料的特性，可以实现环行器的小型化、集成化。大批量生产的微波铁氧体材料需要用复数介电常数、复数磁导率等微波特性参数来表征。因此，测量铁氧体材料的微波参数就十分必要，而在微波特性参数测量的过程中，合适的测量装置对测量结果的准确度的影响十分重要。测量结果的可靠性一致性，直接影响到环行器的设计、分析及调试。
测量微波铁氧体材料特性参数的方法中，最为常用的方法为谐振腔微扰法，就是将待测材料制成标准测试样品，将测试样品放于谐振腔中进行测量。现在最为常见的工装为x波段谐振腔，就是一中空结构，测试样品置于其中心位置，波导谐振腔与同轴线连接，再与矢量网络分析仪相连获取谐振特性参数，通过复杂计算获取微波特性参数。这种谐振腔的局限在于要求测试样品很小，满足微扰条件才能计算出理想参数。
微波环行器中的核心元件是微波铁氧体，微波铁氧体性能的优劣直接影响到环行器是否合格。微波铁氧体元件尺寸多样，有的是大块状的，都是经过多道复杂的精细加工而成，最后要判断微波铁氧体性能的好坏，就要破坏铁氧体材料，再经过复杂的工序加工成标准的尺寸较小又很精确的测试样品，这样既损失了铁氧体材料又耽搁时间耗费工时。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法，以解决上述背景技术中遇到的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法，包括谐振腔和矢量网络分析仪，所述谐振腔为矩形结构，所述谐振腔的内腔中间底部设有用于放置待检测样品的支架，所述谐振腔的外壁开设有用于放入待检测样品的进料孔，所述谐振腔的一端设有第一耦合器，所述第一耦合器的外侧连接有第一波导同轴转换器，所述谐振腔的另一端设有第二耦合器，所述第二耦合器的外侧连接有第二波导同轴转换器，所述第一波导同轴转换器的同轴管和第二波导同轴转换器的同轴管分别通过同轴电缆线与矢量网络分析仪连接。
上述方案中，所述第一耦合器的结构和第二耦合器的结构相同，均为腰形，且上下两侧均设有水平的放置面，所述第一耦合器和第二耦合器的外侧轴心处均设有波导连接槽。
上述方案中，所述波导连接槽为矩形结构，所述波导连接槽的深度为其壁厚的三分之二。
上述方案中，所述进料孔为圆形孔。
一种测量微波铁氧体材料的测量方法，包括以下步骤：
S1、对矢量网络分析仪进行校准；
S2、用同轴电缆线连接第一耦合器、第二耦合器、谐振腔和矢量网络分析仪；
S3、准备一标准微波铁氧体产品，对谐振腔进行校准测量，记录谐振频率、品质因数和插入损耗；
S4、将待测样品放入谐振腔中，测量待测产品的谐振频率、品质因数和插入损耗；
S5、对两组测量数据进行比较，得出检验到的新产品的性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本专利所采用的矩形谐振腔可直接测量微波铁氧体材料半成品或成品的性能，不需要特意将要求测量样品加工至很小体积的状态，操作简单可靠，节省了加工标准测量样品的工序和工时，缩短了生产周期，提高了生产效率，每年可为企业降低数十万元的成本。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明中第二耦合器的侧视图；
图中标号：1-谐振腔；11-支架；12-进料孔；2-第一耦合器；3-第二耦合器；31-放置面；32-波导连接槽；4-矢量网络分析仪；41-同轴电缆线；5-第一波导同轴转换器；6-第二波导同轴转换器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种测量微波铁氧体材料的测量装置及其测量方法，包括谐振腔1和矢量网络分析仪4，谐振腔1为矩形结构，谐振腔1的内腔中间底部设有用于放置待检测样品的支架11。谐振腔1的外壁开设有用于放入待检测样品的进料孔12，进料孔12为圆形孔，用于放置圆柱状的测量样品，因此进料孔12的尺寸需要能够顺利放入待检测的圆柱形铁氧体产品。
谐振腔1的一端设有第一耦合器2，第一耦合器2的外侧连接有第一波导同轴转换器5，谐振腔1的另一端设有第二耦合器3，第二耦合器3的外侧连接有第二波导同轴转换器6，第一耦合器2和第二耦合器3的安装位置应与圆柱形铁氧体产品的轴线方向相同，第一波导同轴转换器5的同轴管和第二波导同轴转换器6的同轴管分别通过同轴电缆线41与矢量网络分析仪4连接。实施时，第一波导同轴转换器5和第二波导同轴转换器6根据需要连接矢量网络分析仪4的输出端或出入端，若由第一波导同轴转换器5连接矢量网络分析仪4的输入端，那么第二波导同轴转换器6那一侧便是波导信号传输的输出端，若由第一波导同轴转换器5连接矢量网络分析仪4的输出端，那么第二波导同轴转换器6连接的那一侧便是波导信号传输的输入端。
第一耦合器2的结构和第二耦合器3的结构相同，均为腰形，且上下两侧均设有水平的放置面31，方便固定在工作台上。第一耦合器2和第二耦合器3的外侧轴心处均设有波导连接槽32，用于紧密配合连接第一波导同轴转换器5和第二波导同轴转换器6的接头，波导连接槽32为矩形结构，波导连接槽32的深度为其壁厚的三分之二。
一种测量微波铁氧体材料的测量方法，包括以下步骤：
S1、对矢量网络分析仪进行校准；
S2、用同轴电缆线连接第一耦合器、第二耦合器、谐振腔和矢量网络分析仪；
S3、准备一标准微波铁氧体产品，对谐振腔进行校准测量，记录谐振频率、品质因数和插入损耗；
S4、将待测样品放入谐振腔中，测量待测产品的谐振频率、品质因数和插入损耗；
S5、对两组测量数据进行比较，得出检验到的新产品的性能。
本专利所采用的矩形谐振腔可直接测量微波铁氧体材料半成品或成品的性能，不需要特意将要求测量样品加工至很小体积的状态，操作简单可靠，节省了加工标准测量样品的工序和工时，缩短了生产周期，提高了生产效率，每年可为企业降低数十万元的成本。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种测量微波铁氧体材料的测量装置，包括谐振腔(1)和矢量网络分析仪(4)，其特征在于：所述谐振腔(1)为矩形结构，所述谐振腔(1)的内腔中间底部设有用于放置待检测样品的支架(11)，所述谐振腔(1)的外壁开设有用于放入待检测样品的进料孔(12)，所述谐振腔(1)的一端设有第一耦合器(2)，所述第一耦合器(2)的外侧连接有第一波导同轴转换器(5)，所述谐振腔(1)的另一端设有第二耦合器(3)，所述第二耦合器(3)的外侧连接有第二波导同轴转换器(6)，所述第一波导同轴转换器(5)的同轴管和第二波导同轴转换器(6)的同轴管分别通过同轴电缆线(41)与矢量网络分析仪(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种测量微波铁氧体材料的测量装置，其特征在于：所述第一耦合器(2)的结构和第二耦合器(3)的结构相同，均为腰形，且上下两侧均设有水平的放置面(31)，所述第一耦合器(2)和第二耦合器(3)的外侧轴心处均设有波导连接槽(32)。
3.根据权利要求2所述的一种测量微波铁氧体材料的测量装置，其特征在于：所述波导连接槽(32)为矩形结构，所述波导连接槽(32)的深度为其壁厚的三分之二。
4.根据权利要求1所述的一种测量微波铁氧体材料的测量装置，其特征在于：所述进料孔(12)为圆形孔。
5.根据权利要求1所述的一种测量微波铁氧体材料的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对矢量网络分析仪进行校准；
S2、用同轴电缆线连接第一耦合器、第二耦合器、谐振腔和矢量网络分析仪；
S3、准备一标准微波铁氧体产品，对谐振腔进行校准测量，记录谐振频率、品质因数和插入损耗；
S4、将待测样品放入谐振腔中，测量待测产品的谐振频率、品质因数和插入损耗；
S5、对两组测量数据进行比较，得出检验到的新产品的性能。
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