高频材料表征之介电特性测试方案

一、材料表征技术和应用

       为材料科学研究提供支持，优化材料或设备时，一个重要环节就是测量介电特性。测量介电常数可以让我们确定以下材料特性：

1、变化（因老化、温度、湿度和压力而引起）

2、特定电磁频率下的透明度（例如，检查汽车保险杠在雷达频率下的透明度）

3、与电路的兼容性（例如，确保 PCB 材料与射频电路兼容）

4、一致性

       有两种不同的仪器可以测量介电特性， 具体选择视频率范围而定。

1、阻抗分析仪通常用于从毫赫兹到低兆赫兹的频率范围。这种低频足以涵盖许多应用场景。

2、矢量网络分析仪 (VNA) 更适合从较高的兆赫兹到吉赫兹的频率范围内使用的材料。对于太赫兹范围内的测量，可以结合使用 VNA 和上变频器。

从毫赫兹到太赫兹的测试解决方案

       优测科技在射频技术方面积累了深厚的专业知识，为材料科学研究提供强力支持，同时研发各种阻抗测量和材料科学解决方案，大大完善了介电测量的产品组合。

二、阻抗分析仪 - 低频测量

       电介质具备极化性，在直流状态下是一种电导率很低的电绝缘体。电介质可以储存低频和中频范围内的电荷。这种电容效应使得电介质可用于电荷的储存和耗散。了解电容器或薄膜电介质应用中所用材料的介电常数非常重要，例如：

1、低损耗电气元件

2、能量储存设备，例如电容器

3、半导体设备中的高介电常数门和低介电常数门

4、压电式和铁电式传感器和换能器

       为了充分了解材料物理特性以及优化设备性能，需要开展电介质的阻抗研究。

       阻抗分析仪非常适合低频测量。MFIA 可以在 1 mHz 至 5 MHz 的频率范围内进行测量，并计算阻抗参数，例如介电常数和损耗因数。

       使用阻抗分析仪进行电介质表征时，将特定几何结构的样品与两个电极相接触。这一般需要使用平行平板夹具。对于这样的几何结构，可以根据材料电容与空气电容之比得出介电常数（相对介电常数）。

三、矢量网络分析仪 (VNA) - 高频表征

       高频表征需要使用 VNA。具体的测量方法取决于所需的频率范围、测量速度和精度。有四种常用的测量方法：

1、透射/反射方法

2、自由空间方法

3、开口同轴探头方法

4、谐振（腔）方法

       材料的物理和介电特性也很重要。比如说，材料是固态、液体还是粉末？材料的温度高吗？形状特殊吗？这些特性对选择合适的表征方法有很大的影响。

       测量方法还会确定除了 VNA 之外需要的材料样品夹具。

四、了解材料表征设备

       我们的阻抗分析仪和矢量网络分析仪涵盖材料科学研究所需的整个频率范围。

       查看我们的产品组合，寻找用于分析无源和有源器件的合适工具：

1、多功能、高性能的网络分析仪，频率高达 1.1 THz

2、标准多端口解决方案，可提供 48 个端口

3、阻抗分析仪，支持低频和高阻抗范围，超越传统的阻抗分析仪

五、我们的材料表征仪器的优势

       优测科技的材料表征解决方案提供非常宽的频率范围。我们与可靠的测试夹具供应商合作，在我们的解决方案中加入他们的驱动程序，让我们的仪器即插即用。另有更多优势：

1、测量高效快速

2、配置和操作简单

3、无缝集成到现有设置中

4、持续提供支持和技术资源