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基于六端口技术的微波介质参数加热测试系统的研制

作　者: 姜丽菲
导　师: 尹秋艳
学　校: 华东师范大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 五端口网络微波变温测量粉煤灰活化谐振腔复介电常数
分类号: TN015
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

近年来,微波理论与技术得到了飞速的发展,其应用方向不仅仅体现在通信,电子对抗等信息领域,也体现在化学化工领域上对新材料的开发与研究上。因此,准确的测量介质材料的介电常数与电损耗,将为新材料的开发提供强有力的科学依据。华东理工大学资源环境工程与过程国家重点实验室,近年来一直致力于粉煤灰理化特性的研究,目的是从废弃的粉煤灰中提炼铝元素。而经过微波活化的粉煤灰的铝元素浸取率将会有很大提高。因此,准确测量粉煤灰在不同温度下的介电常数和电损耗对分析粉煤灰的理化特性起着至关重要的作用。因此本论文正是基于这一要求,设计一个介质材料介电参量的变温加热测试系统。本论文采用比较成熟的测量方法----微波谐振腔微扰法,测量粉煤灰的介电常数和电损耗。并根据这一测量方法,设计系统中所用部分元件,搭建测试系统。但是由于微波加热源只能提供单一频率,所以本文着重研究了在点频下测量谐振腔谐振频率与品质因数的理论与方法。为此,建立了谐振腔的等效电路模型,推导谐振腔品质因数的计算方法,并基于六端口技术设计了一个五端口网络。此外,为使测量结果更加准确,建立了误差模型,以达到校正测试系统的目的。最后,设计了一个自动测量软件,不仅提高了测量效率,也方便操作者测试。本论文的特色与创新之处在于(1)找到一种不同于传统方法(3dB带宽法)的谐振腔品质因数的计算方法。(2)本系统实现了介质材料在不同温度下的介电参量的实时测量(3)确定了谐振腔与外电路的耦合度的封闭式判定方法。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章绪论  9-13
  1.1 本课题的研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本论文研究的主要内容  11-13
第二章微波加热测试系统的设计  13-29
  2.1 微波加热  13-17
    2.1.1 微波信号源  13-14
    2.1.2 微波传输系统  14-17
    2.1.3 微波加热与测温系统  17
  2.2 介质材料介电参量的测量  17-20
    2.2.1 微波介质材料的介电参量  17-18
    2.2.2 复介电常数的测量方法  18-20
  2.3 微波介质材料加热测试系统的设计  20-28
    2.3.1 介质材料加热测试系统的设计思路  20
    2.3.2 各个元件的技术指标  20-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章介质材料微波特性的测试原理  29-41
  3.1 介质材料复介电常数的测量  29
  3.2 谐振腔的频率测量  29-31
  3.3 谐振腔品质因数的测量  31-36
    3.3.1 谐振腔的等效电路  32-34
    3.3.2 谐振腔的品质因数  34-36
  3.4 五端口网络  36-38
  3.5 耦合系数的判断  38-40
  3.6 本章小结  40-41
第四章测试系统校正及实验数据  41-50
  4.1 系统的误差来源  41-42
  4.2 测试系统的校正  42-46
    4.2.1 功率计的校正系数  42-44
    4.2.2 误差模型的建立  44-46
  4.3 实验数据  46-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章结束语  50-51
附录  51-52
参考文献  52-55
攻读硕士期间发表论文情况  55-56
致谢  56

基于六端口技术的微波介质参数加热测试系统的研制

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