发明名称 介电质之复数介电常数测定方法及装置
摘要 将一电磁波输入至一填充有一介电质与一气体之共振器(resonator)14,以及藉由一网路分析器16测定自上述共振器14所输出之共振模式电磁波的一共振频率、一插入损失(insertion loss)及一半功率宽度(half-power width),以回应上述电磁波之输入。依上述所测定到之共振频率、插入损失及半功率宽度计算出上述介电质之复数介电常数。
申请公布号 TWI238559 申请公布日期 2005.08.21
申请号 TW093108840 申请日期 2004.03.31
申请人 TDK股份有限公司 发明人 江克史
分类号 H01P7/06;G01N27/00 主分类号 H01P7/06
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种介电质之复数介电常数测定方法,包括下列 步骤: 将一介电质填入一模式产生器中; 将一电磁波输入至该模式产生器中; 测定一自该模式产生器所输出之电磁波;以及 依据该所测定到之电磁波来计算一复数介电常数 。 2.如申请专利范围第1项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该介电质系一粉末状介电质, 将一气体与该介电质一起填入该模式产生器中, 在该测定步骤中测定该电磁波之一S参数,以及 该计算步骤包括一依据该S参数来计算一混合物之 复数介电常数的步骤,其中该混合物系藉由在该模 式产生器中混合该介电质与该气体所获得的,以及 一自所测定到之该混合物的复数介电常数及该混 合物中介电质之体积比来计算该介电质之复数介 电常数的步骤。 3.如申请专利范围第2项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该混合物之复数介电常数的计算系 该混合物之介电常数的计算,以及该介电质之复数 介电常数的计算系该介电质之介电常数的计算。 4.如申请专利范围第3项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中藉由使用一对数混合法(logarithmic alligation)、一「Lichteneker Rother」方程式及一Wiener 方程式中之一来计算该介电质之介电常数。 5.如申请专利范围第2至4项中任一项之介电质的复 数介电常数测定方法,其中该混合物之复数介电常 数之计算系该混合物之介电损耗正切的计算,以及 该介电质之复数介电常数的计算系该介电质之介 电损耗正切的计算。 6.如申请专利范围第5项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中藉由使用该混合法方程式来实施该 介电质之介电损耗正切的计算。 7.如申请专利范围第1项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该介电质系一介电质塑造物,具有 相同于该模式产生器之封闭空间之一截面的截面, 将一气体与该介电质一起填入该模式产生器中, 在该测定步骤中测定该电磁波之共振模式中之一 共振频率、一插入损失及一半功率宽度,以及 在该计算步骤中自所测定到之该共振频率、该插 入损失及该半功率宽度计算出该介电质塑造物之 复数介电常数。 8.如申请专利范围第7项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该介电质塑造物之复数介电常数的 计算系该介电质塑造物之介电常数的计算。 9.如申请专利范围第7项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该介电质塑造物之复数介电常数的 计算系该介电质塑造物之介电损耗正切的计算。 10.如申请专利范围第7项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该介电质塑造物系圆柱形。 11.如申请专利范围第2或7项之介电质的复数介电 常数测定方法,其中该模式产生器系一圆柱形共振 器。 12.如申请专利范围第2或7项之介电质的复数介电 常数测定方法,其中该模式产生器系一空腔共振器 。 13.如申请专利范围第2或7项之介电质的复数介电 常数测定方法,其中该电磁波之共振模式系一TE011 模式。 14.如申请专利范围第1、2或7项之介电质的复数介 电常数测定方法,更包括一使该介电质在该模式产 生器中变乾之步骤。 15.如申请专利范围第14项之介电质的复数介电常 数测定方法,更包括一抽空该模式产生器之步骤, 藉此使该介电质变乾。 16.如申请专利范围第1项之介电质的复数介电常数 测定方法,其中该模式产生器系一导波管, 将一气体或一液体与该介电质一起填入该导波管 中, 在该计算步骤中依据该所测定到之电磁波计算一 混合物之介电常数,其中该混合物系藉由混合一粉 末与该气体或液体所获得的,以及 在该计算步骤中自该混合物之介电常数与在该混 合物中粉末之体积比来计算该粉末之介电常数。 17.如申请专利范围第16项之介电质的复数介电常 数测定方法,其中藉由使用一对数混合法、一「 Lichteneker Rother」方程式及一Wiener方程式中之一来 计算该介电质之介电常数。 18.如申请专利范围第16项之介电质的复数介电常 数测定方法,其中该导波管系一同轴型导波管。 19.如申请专利范围第16项之介电质的复数介电常 数测定方法,其中该导波管系一长方形导波管。 20.如申请专利范围第16项之介电质的复数介电常 数测定方法,其中该导波管系一圆形导波管。 21.如申请专利范围第16项之介电质的复数介电常 数测定方法,其中该导波管包括一用以容纳该气体 或该液体之密封部分。 22.如申请专利范围第16项之介电质的复数介电常 数测定方法,其中将该混合物中之粉末的体积比设 定成为0.32至0.42间之値,以及该电磁波之频率系0.1 GHz或更大。 23.如申请专利范围第17项之介电质的复数介电常 数测定方法,更包括下列步骤: 测定复数个混合物之个别介电常数,在该等混合物 中之粉末型态系彼此不同的以及体积比则是彼此 相同的,以及 比较该等混合物之介电常数,藉此比较及测定复数 个介电质之介电常数。 24.一种介电质之复数介电常数测定装置,包括: 一模式产生器,具有一介电质于该模式产生器中; 一电磁波产生分析器,用以输入一电磁波至该具有 介电质之模式产生器及用以测定自该模式产生器 所输出之电磁波,以回应该电磁波之输入;以及 一计算装置,用以依据该所测定到之电磁波来计算 该介电质之复数介电常数。 25.如申请专利范围第24项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该模式产生器系一用以将该介电 质与一气体填入之共振器, 该电磁波产生分析器测定在该电磁波之一共振模 式中一共振频率、一插入损失及一半功率宽度,以 及 该计算装置依据该共振频率、该插入损失及该半 功率宽度来计算该介电质之复数介电常数。 26.如申请专利范围第25项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该共振器包括: 一第一活塞,具有一穿孔; 一第二活塞,相对于该第一活塞; 一圆柱体,用以覆盖该第一活塞与该第二活塞,藉 以形成一封闭空间;以及 一同轴电缆,插入该穿孔中,用以输入及输出该电 磁波。 27.如申请专利范围第26项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中一环状沟槽系形成于该第一活塞 之一顶部及该第二活塞之一顶部。 28.如申请专利范围第26项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中一环状导电体板或介电板系安装 于该第一活塞之一顶部及该第二活塞之一顶部。 29.如申请专利范围第25项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中当该介电质系一粉末时,该计算 装置自所测定到之该共振频率、该插入损失及该 半功率宽度来计算一混合物之复数介电常数,其中 该混合物系藉由将该介电质与该气体混合于该共 振器中所获得的,以及自所计算之该混合物的复数 介电常数及在该混合物中该介电质之体积比来计 算该介电质之复数介电常数。 30.如申请专利范围第29项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该混合物之复数介电常数之计算 系该混合物之介电常数的计算,以及该介电质之复 数介电常数的计算系该介电质之介电常数的计算 。 31.如申请专利范围第30项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中藉由使用一对数混合法、一「 Lichteneker Rother」方程式及一Wiener方程式中之一来 计算该介电质之介电常数。 32.如申请专利范围第29项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该混合物之复数介电常数之计算 系该混合物之介电损耗正切的计算,以及该介电质 之复数介电常数的计算系该介电质之介电损耗正 切的计算。 33.如申请专利范围第32项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中藉由使用该混合法方程式来计算 该介电质之介电损耗正切。 34.如申请专利范围第25项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中当一圆柱形介电质系一塑造物时 ,该计算装置自所测定到之该共振频率、该插入损 失及该半功率宽度来计算该介电质塑造物之复数 介电常数。 35.如申请专利范围第34项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该介电质塑造物之复数介电常数 的计算系该介电质塑造物之介电常数的计算。 36.如申请专利范围第34项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该介电质塑造物之复数介电常数 的计算系该介电质塑造物之介电损耗正切的计算 。 37.如申请专利范围第25项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该电磁波之共振模式系一TE011模 式。 38.如申请专利范围第25项之介电质的复数介电常 数测定装置,更包括一真空装置,用以抽空该共振 器中之封闭空间,以使该共振器之介电质变乾。 39.如申请专利范围第34项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中将一圆柱形介电质塑造物及一气 体填入该共振器中,该圆柱形介电质塑造物具有相 同于该封闭空间之一截面的截面。 40.如申请专利范围第25项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中将该介电质与该气体填入一封闭 空间中,该封闭空间具有一形成于该共振器中之近 乎圆形截面。 41.如申请专利范围第24项之介电质的复数介电常 数测定装置,其中该模式产生器系一填充有一混合 物之导波管,该混合物系藉由混合一粉末与一气体 或一液体所获得,其中该粉末之复数介电常数系有 待测定的。 图式简单说明: 图1系显示一依据本发明用以测定一介电质之复数 介电常数的装置之方块图, 图2系显示一依据本发明第一具体例用以测定一介 电质之复数介电常数的装置之方块图, 图3系显示一空腔共振器之示意立体图, 图4系显示沿着图3剖面线X-X之空腔共振器的示意 剖面图,其中上述空腔共振器具有一粉末状介电质 , 图5系显示沿着图3剖面线X-X之空腔共振器的示意 剖面图,其中上述空腔共振器具有一介电质塑造物 , 图6系表示一用以测定一粉末状介电质之复数介电 常数的装置之简图,上述装置包括一用以使上述空 腔共振器之封闭空间成真空之真空装置, 图7系显示依据本发明一第二具体例一介电特性测 定装置100之结构的方块图, 图8系显示一导波管之立体图, 图9系显示上述导波管之立体图, 图10系显示上述导波管之立体图, 图11系藉由最小平方法使具有不同体积比之混合 物的介电常数r2符合一对数混合法所获得之图 表,其中在上述混合物中一样品A与空气彼此混合 在一起, 图12系图11之部分放大图, 图13系藉由最小平方法使具有不同体积比之混合 物的介电常数r2符合一「Lichteneker Rother」方程 式所获得之图示,其中在上述混合物中上述样品A 与空气彼此混合在一起, 图14系图13之部分放大图, 图15系藉由最小平方法使具有不同体积比之混合 物的介电常数r2符合一Wiener方程式所获得之图, 其中在上述混合物中上述样品A与空气彼此混合在 一起, 图16系图15之部分放大图, 图17系藉由针对上述混合法使用上述具有不同体 积比之混合物的介电损耗正切来取代(在上述混合 物中上述样品A与空气彼此混合在一起)以及以通 过原点之一直线近似上述样品A之体积比与上述混 合物之介电损耗正切间之关系所获得之图,其中上 述混合物系以混合上述样品A与上述空气所获得。 图18系显示藉由测定一四氟乙烯圆柱体之介电常 数及一片状四氟乙烯之介电常数所获得之结果的 图, 图19系显示藉由测定一四氟乙烯圆柱体之介电损 耗正切及一片状四氟乙烯之介电损耗正切所获得 之结果的图, 图20系显示一复合物之介电常数的测定値及藉由 将上述对数混合法应用于上述测定値所获得之结 果的图, 图21系显示上述复合物之介电常数的测定値及藉 由将上述「Lichteneker Rother」方程式应用于上述测 定値所获得之结果的图, 图22系显示上述复合物之介电常数的测定値及藉 由将上述Wiener方程式应用于上述测定値所获得之 结果的图, 图23系用以应用上述对数混合法以计算一粉末之 介电质的图, 图24系用以应用「Lichteneker Rother」方程式以计算 上述粉末之介电常数的图, 图25系用以应用Wiener方程式以计算上述粉末之介 电常数的图, 图26系显示每一粉末之介电常数的表列,其中每一 粉末系藉由应用上述对数混合比于上述所测定到 之値所获得, 图27系显示每一粉末之介电常数的表列,其中每一 粉末系藉由应用上述「Lichteneker Rother」方程式于 上述所测定到之値所获得, 图28系显示每一粉末之介电常数的表列,其中每一 粉末系藉由应用上述Wiener方程式于上述所测定到 之値所获得, 图29系显示藉由使用一导波管以测定相依于一混 合物之介电质的频率结果之图表, 图30系一藉由相对地比较不同材料所制成之粉末 的介电常数所获得之表列, 图31系显示藉由使用两种电磁波所获得之粉末的 介电常数比较之图。
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