T5260A-2KA矢量网络分析仪关于聚酰亚胺材料测试的实例分享
引言：本期测试的是聚酰亚胺材料，该材料具有高温稳定性、耐腐蚀性、高韧性及阻燃性等特点，广泛应用于航空航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。且因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识。
本次分享的是使用分离式谐振腔法，测量聚酰亚胺材料在微波特性上的介电常数和损耗角正切值，该方法常用于低损耗介质材料电磁参数测量，突出优点是测量准确度高，可广泛运用于航空航天、通信、电子电工等行业领域，实现对薄膜、基板类材料的电磁参数测试。
测试场景图
图1 测试场景图
被测材料实物图
图2 聚酰亚胺材料样品图
测试原理
分离式谐振腔常用于平板、薄膜类介质材料的测量，测量其在高频微波频段的介电常数和损耗角正切值。
将薄膜样品置于分离式谐振腔中，通过矢量网络分析仪连接测试夹具，测量样品放置前和放置后谐振峰的频率偏移量△f以及品质因数Q值变化，然后基于严格的电磁场分析，软件计算得到材料的介电常数和损耗角正切参数。
图3 分离式谐振腔测试示意图
测试内容
根据手册指标要求，被测样品（聚酰亚胺材料），在测试频率10.06GHz附近，其介电常数实部的测试结果标称值为3.2，系统误差允许范围为±0.1以内；损耗角正切值的测试结果标称值为6.3x10^-2，系统误差允许范围为±0.001以内。
经过测试，数据结果如下所示。
置样后介电常数测试（10GHz）
如图所示，在夹具中放入聚酰亚胺材料后，由材料测量软件抓取当前矢量网络分析仪的S参数数据，计算出样品的三次介电常数测试值，分别为3.197，3.133，3.074，取平均值即3.135。
参考第三方的数据报告，测试结果精确度符合要求。
图4.1 样品介电常数测试结果图
置样后损耗角正切测试（10GHz）
如图所示，在夹具中放入聚酰亚胺材料后，由材料测量软件抓取当前矢量网络分析仪的S参数数据，计算出样品的三次损耗角正切测试值，分别为6.95x10^-2，6.36x10^-2，5.49x10^-2，取平均值即6.267x10^-2。
参考第三方的数据报告，测试结果精确度符合要求。
图4.2 样品损耗角正切测试结果图
测试数据对比一览表
|
测试频率(10G) |
创远测试结果 |
第三方测试结果 |
对比差异 |
|
介电常数 |
3.135 |
3.2 |
0.065 |
|
损耗角正切 |
6.267x10^-2 |
6.3x10^-2 |
0.33 x10^-3 |
经测试，测试结果符合要求
聚酰亚胺材料的介电常数和损耗角正切值，指标符合实验室标称值。
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