T5260A-2KA矢量网络分析仪关于波导法材料测试的实例分享
随着 5G/6G 技术的不断演进，电子元器件也向着轻薄小的方向发展，因此具有高介电常数、低介电损耗的材料成为行业关注的热点，材料电磁参数测试技术发展至今已经建立了一套庞大的测试技术体系，测试方法种类繁多，在微波和毫米波的频率范围内，根据测试原理的不同可以分为网络参数法和谐振法两大类。
本次分享的波导法便是网络参数法中常用的一种，主要用于测量矩形材料在微波特性上的电磁参数，被测材料的尺寸需要和标准波导夹具一一对应。
1.测试场景图
图 1 测试场景图
2.被测材料实物图
图 2 聚四氟乙烯样品图
3.测试原理
本次使用波导法测试的是聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯以其优异的耐高低温性能、化学稳定性、良好的绝缘性能、非黏附性、阻燃性和自润滑性，已在化工、石油、纺织、电子电气、医疗、机械等领域获得了广泛的应用。
波导法校准采用 TRL 校准方式，在波导测试端面进行校准，利用矢量网络分析仪获取置样后相应的 S 参数，并通过材料测量软件实现参数设置、数据采集、分析处理与结果存储等功能，测试示意图如下所示。
图 3 波导法测试示意图
4.测试内容
针对被测样品（聚四氟乙烯材料）
在测试频段8.2GHz-12.4GHz（X波段）内，其介电常数实部的测试结果在实验室测得标称值为2.04，系统测量精度为±3％。
经过测试，数据结果如下所示。
4.1 置样后S参数测试
如图所示，放入聚四氟乙烯材料后，由材料测量软件抓取当前矢量网络分析仪的S参数数据。首先呈现的是T5260A-2KA的测试结果，S21数据在-1.40dB至-0.84dB之间，S11和S22数据在-7.66dB至-5.56dB之间。
参考友商的测试结果，S21数据在-1.41dB至-0.83dB之间，S11和S22数据在-7.66dB至-5.63dB之间。整体分析迹线趋势相同，测试结果基本一致。
图 4.1 聚四氟乙烯材料S参数测试结果（创远）
图 4.2 聚四氟乙烯材料S参数测试结果（友商）
4.2 软件计算相关电磁参数
如图所示，获取S参数数据后，通过材料测量软件计算得到材料的电磁参数。
图 4.3 聚四氟乙烯材料电磁参数测试结果（创远）
图 4.4 聚四氟乙烯材料电磁参数测试结果（友商）
测试数据对比一览表
|
测试频率 |
创远介电常数实部 |
友商介电常数实部 |
对比差异 |
|
8.200GHz |
2.0420 |
2.0419 |
0.0001 |
|
8.914GHz |
2.0524 |
2.0365 |
0.0159 |
|
9.607GHz |
2.0333 |
2.0458 |
0.0125 |
|
10.300GHz |
2.0371 |
2.0473 |
0.0102 |
|
10.993GHz |
2.0470 |
2.0372 |
0.0098 |
|
11.707GHz |
2.0491 |
2.0407 |
0.0084 |
|
12.400GHz |
2.0473 |
2.0477 |
0.0004 |
测试结论
经过对比测试，聚四氟乙烯材料的电磁参数指标符合实验室标称值。
创远信科
创远信科（上海）技术股份有限公司（简称创远信科，曾用名上海创远仪器技术股份有限公司）成立于 2005 年，总部位于上海，首批北交所上市企业（831961），是一家自主研发射频通信测试仪器和提供整体测试解决方案的专业仪器仪表公司。公司专注于增强无线测试仪器的势能建设，主要发展无线通信测试、车联网测试以及无线通信设备等三个方向，拥有自主品牌和一系列测试仪器核心专利技术，集研发、生产和销售为一体，是具有完全自主知识产权的高新技术企业。荣获 2016 年度国家科学技术进步奖特等奖、2020 年度江苏省科学技术奖一等奖、国家级专精特新“小巨人”企业、国家知识产权示范企业等荣誉。
