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鉴于开口同轴探头技术对材料电磁参数测量的广阔前景,始自80年代初期,人们对其开展了广泛的研究。但只限于测量平板和平面涂敷材料。对于用开口同轴线测量曲面介质材料如微波吸收涂料的技术,长时期来一直没有得到解决,这是因为在同轴探头法兰和测试材料之间存在着空气隙问题。由于实际应用中日益受到关注,所以,分析研究这些被测材料弯曲表面对测量结果的影响是非常必要的。 本文研究了用有限法兰开口同轴探头测量弯曲表面高损耗涂料(凹面和凸面)的电磁特性(包括复合介电常数和磁导率)。由于时域有限差分法(FDTD)对处理复杂边界条件非常有用,本文首先应用FDTD对探头和被测材料进行建模,分析了探头法兰的直径对测量平面材料的精确度影响;一般来说,合适的法兰尺寸随被测材料的电磁参数,样品厚度和工作频率而变化;如果法兰尺寸满足(D/2-b)≥(1-1.5)λ_m,则法兰可被认为无限大。 接着研究了用标准开口同轴探头测量曲面材料时空气间隙的影响。因此,利用标准同轴探头测量凹面材料即使大的表面曲率半径也是很不适合的,而对凹曲面材料利用标准同轴探头进行测量对精度没有很大影响(除非小的曲率半径)。第二方面的研究是提出一种改进型结构的开口同轴探头技术。它是基于在标准同轴探头的内导体末端加载一块环状贴片,连同内导体伸入至探头法兰和被测材料的空气隙中。本文详细分析和研2000年上海大学博士学位论文究J’所加载的环状贴片尺寸的影响。由FOTD理论建模和实验结果表明,这种改进结构对提高反射系数测量精度有着重要的作用‘运用该种改进探头,对数种不同曲率半径的涂敷材料进行了计算和测试,其结果与文献符合的很好。理论和初步实验证明该技术能适用于曲面材料电磁特性的测量,尤其是非破坏J性的测量。