介質(zhì)的介電常數(shù)為表征其電磁特性的基本參數(shù),測(cè)量介電常數(shù)能夠?yàn)殡姶欧抡骖A(yù)測(cè)和通信系統(tǒng)建模提供依據(jù)。本文以傳統(tǒng)自由空間波法為基礎(chǔ),分別推導(dǎo)了在引入邊緣繞射,非無(wú)窮厚墻角雙層介質(zhì)場(chǎng)景下介質(zhì)介電常數(shù)的計(jì)算公式,并通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)的散射參數(shù)驗(yàn)證了理論模型的準(zhǔn)確性。論文首先簡(jiǎn)要介紹了自由空間波法的背景知識(shí)和測(cè)量原理,針對(duì)室內(nèi)環(huán)境下的電磁場(chǎng)景,提出了兩種模型:刃峰繞射模型和墻角雙層介質(zhì)模型。刃峰模型在自由空間波法傳統(tǒng)的傳輸式測(cè)量法基礎(chǔ)上,引入邊緣繞射效應(yīng),解決了障礙物非無(wú)限大條件下的介電常數(shù)計(jì)算問(wèn)題,增強(qiáng)了自由空間波法在室內(nèi)環(huán)境中測(cè)量的實(shí)用性;墻角雙層介質(zhì)模型考慮建筑墻角多層介質(zhì)的情況,拓展了自由空間波法在室內(nèi)環(huán)境下測(cè)量的應(yīng)用范圍。本文建立并推導(dǎo)出了兩種模型對(duì)應(yīng)的介電常數(shù)反演公式,建立了對(duì)應(yīng)的仿真模型,并設(shè)計(jì)搭建驗(yàn)證兩種模型理論準(zhǔn)確性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中透鏡天線、金屬板定標(biāo)、時(shí)域門(mén)限技術(shù)、TRL校準(zhǔn)等技術(shù)的應(yīng)用,提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文針對(duì)上述兩種模型還分析了理論計(jì)算結(jié)果和仿真、實(shí)地測(cè)量結(jié)果的誤差原因,并且利用精確度較高的波導(dǎo)法測(cè)量了同樣樣品介質(zhì)的介電常數(shù)進(jìn)行對(duì)照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１損耗角正切矢量圖??＂？

絡(luò)的傳輸線法主要是通過(guò)測(cè)量電磁波打到介質(zhì)表面時(shí)的反射系數(shù)來(lái)反演介電常??數(shù)。常見(jiàn)的單端口傳輸線法有三種：傳輸線段法、同軸線終端法和開(kāi)口傳輸線終??端法［４０］。如圖２．２是填充樣品傳輸線段法的原理框圖。??ｒ?Ａ｜?ｒ??５?５??ｒ?１?傳輸線??圖２．２傳輸線段法??若傳輸系數(shù)用Ｔｓ表示，貝ＩＪ：??（ｉ－ｒ＾?（２－８）??ｌｓ?ｉ－ｒ２ｅ－２Ｗ?ｖ?７??其中，ｒ表示電磁波從空氣射到樣品表面時(shí)的反射系數(shù)，Ｙ為傳播常數(shù)，ｚ是??樣品的長(zhǎng)度，此時(shí)的反射系數(shù)ｒ可以表示為：??ｒ?＝丨１－（爭(zhēng)）２１；＿Ｍ爭(zhēng)（２－９）??卜（孕）ｒ＋ｈ－（州２??公式中／〇是無(wú)樣品時(shí)傳輸線的截止頻率，對(duì)于ＴＥＭ傳輸線來(lái)說(shuō)，／〇二０。??傳播常數(shù)Ｙ可以表示為：??Ｙ?＝?ｊＳ卜－（，）ｊ?（２＂１〇）??于是可以求出傳輸系數(shù)的表達(dá)式：??９??

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種能在較寬的頻帶內(nèi)掃描測(cè)量微波網(wǎng)絡(luò)參量的儀器，可??以測(cè)量有源／無(wú)源、單／雙端口網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)。下面先簡(jiǎn)單介紹一下Ｓ參數(shù)，如??圖２．４所示：??ａｌ?、?｜?｜?心２??￣?｜?ＤＵＴ?＼?ａ２??＼?｜?ｉ?〈??端口?１；?端ｔ］２??圖２．４?Ｓ參數(shù)描述二端口網(wǎng)絡(luò)??圖中是一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)，ＤＵＴ?（Ｄｅｖｉｃｅ?Ｕｎｄｅｒ?Ｔｅｓｔ）代表待測(cè)元件。表示??在端口?２接匹配負(fù)載的情況下端口?１的反射系數(shù)，５２２是在端口?１接匹配負(fù)載時(shí)，??端口?２的反射系數(shù)，Ｓ１２表示在端口?１接匹配負(fù)載情況下的反向傳輸系數(shù)，Ｓ２１是??在端口?２接匹配負(fù)載情況下的正向傳輸系數(shù)［４３］，艮Ｐ：??？?反射波ｌｈ??５－ｔｉ?＝?＝?—，?ａ２?＝?０??入射波％??。Ｍ?＿傳輸波＿?ｈ?＾?？??５?２ｉ?—?一?，?ｄｏ?＝?？??入射波?Ａ??，?反射波ｂ２??ｉ２２?＝?＝?—

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]典型地物微波介電特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 賈明權(quán).電子科技大學(xué) 2008
[4]四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀誤差校準(zhǔn)及修正[D]. 溫小雨.西安電子科技大學(xué) 2008
[5]諧振腔微擾法測(cè)量介電常數(shù)及Matlab在其中的應(yīng)用[D]. 趙紅福.吉林大學(xué) 2005
[6]路用探地雷達(dá)回波模擬分析[D]. 孟美麗.鄭州大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3211841