介電常數(shù)是材料非常重要的一個特征參數(shù)，通常是隨溫度和介質中傳播的電磁波頻率而變化，在眾多應用中是個必須監(jiān)測的材料參數(shù)。介電常數(shù)的精確測量通常是通過矢量網(wǎng)絡分析儀去完成，而傳統(tǒng)的測量方案由于矢網(wǎng)的價格和體積重量因素，限制了很多客戶的投資意愿和應用的便利性。本文介紹了兩種利用Copper Mountain科技的便攜式單端口矢網(wǎng)設計的對液體和固體材料的介電常數(shù)測量方案，無論從性價比還是便利性上，都遠超傳統(tǒng)方案。

方案一 液體介電常數(shù)測量方案

對大部分的液體材料，通過對介電常數(shù)的精準測量來獲得其組分信息、結構信息和極化機理，相對于基于光學的光譜測量表征，最近已經(jīng)變得越來越流行。尤其對于天然的混合物，如牛奶、果汁、谷物和一些軟組織等，介電常數(shù)測量表征的優(yōu)勢更加突出。

01 軟件介紹

軟件操作簡潔；

自帶Cole-Cole模型擬合，給出擬合曲線，驗證實測結果；

提供Cole-Cole模型的基礎參數(shù)，方便用戶直接畫出介電常數(shù)曲線；

可自定義時間間隔進行自動測試，實時監(jiān)測待測物的介電常數(shù)變化；

多種參數(shù)輸出，方便用戶后處理。

圖1：自來水的介電常數(shù)

圖2：加入酒精后水的介電常數(shù)

02 系統(tǒng)特點

專業(yè)計量級單端口矢量網(wǎng)絡分析儀，極高的測量精度；

最高頻率支持到18GHz；

專業(yè)的探頭電磁模型參數(shù)提取，提升測量精度；

小巧便攜的系統(tǒng)設計，總重不超過4kg，超高性價比；

教學、科研、生產(chǎn)的理想工具。

方案二 固體材料介電常數(shù)測量方案

Epsilometer測試方案是與領先的材料測量解決方案及系統(tǒng)供應商Compass Technology合作開發(fā)的。它運用了一種基于平行板電容概念的新測量方法，可以確定厚度高達3毫米的介質材料復介電常數(shù)。

與傳統(tǒng)的電容法測量裝置不同，這種新方法大大簡化了校準程序，通過全波計算電磁代碼對夾具進行精確建模，解決了傳統(tǒng)電容方法中寄生阻抗帶來的限制。具體來說，利用時域有限差分代碼設計夾具并創(chuàng)建基于數(shù)據(jù)庫的反演算法。反演算法將測得的夾具反射(S11)轉換為被測樣品的介電特性。

01 Epsilometer軟件介紹

Epsilometer軟件測量和繪制介電常數(shù)、損耗、損耗角正切。

圖1：使用Teflon樣品進行簡單的一步校準

圖2：查看測量圖

測量數(shù)據(jù)和反介電常數(shù)結果自動保存為文本文件(*.s1p和*.epsmu)；

簡易校準程序；

繪圖支持縮放；

實部、虛部或Tan Delta數(shù)據(jù)圖顯示；

數(shù)據(jù)可以保存在記憶中，以便參考和比較多組測量結果；

數(shù)據(jù)可以保存為.png或.csv文件；

可以定義測量的頻率范圍和VNA頻率范圍內的測量點數(shù)；

可以在線性和對數(shù)頻率刻度之間切換；

可以在測量結果中不同數(shù)據(jù)格式之間切換；

適用于陶瓷測試(樣品表面必須平坦)。

02 系統(tǒng)特點

Epsilometer是一種低成本的，操作簡單的固態(tài)材料介電常數(shù)測量解決方案；

可測量0.3到3毫米厚的介質材料樣品，可測3MHz-6GHz的復介電常數(shù)；

可輸出包括介電常數(shù)、損耗、損耗角正切；

Epsilometer測試方案包括 、 軟件、測量夾具、 軟件和校準件。

審核編輯 ：李倩