１．介电常数测量方法概述
1-1. 根据测试材料进行选择
只列出代表性案例。表格内不存在的话敬请垂询。Ο : 最佳
∆ : 可测试
| 多层结构体 | 印刷线路板 | 胶片(超薄膜) | 粉状物 | 板材 | 木偶 | 电波吸收材料 | 噪音抑制板材 | 泥土 | 水泥 沥青 |
蔬菜瓜果 野菜 |
液体 | 天线罩 | 陶瓷 | 介质谐振器 | 半导体 | 强电介质 | |||
| 1 .开放型谐振器法 | 20GHz~110GHz | ∆ | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | ∆ | 谐振法系列 适用低损耗材料 高精度 点频率 无需相位测量 |
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| 2. TM模 空腔谐振器法 | 200MHz~10GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | |||||||||
| 3. TE模 空腔谐振器法 | 800MHz~14GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | ||||||||||||||
| 4. 带状线谐振器法 | 800MHz~14GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | ||||||||||||||
| 5. 微带线谐振器法 | 800MHz~14GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | ||||||||||||||
| 6. 盘式谐振器法 | 3GHz~70GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | ||||||||||||||
| 7. LC谐振器法 | 10MHz, 50MHz, 100MHz | Ο | Ο | Ο | |||||||||||||||
| 8. 平行导体板型介电谐振器法 | 3GHz~26.5GHz | Ο | Ο | ∆ | |||||||||||||||
| 9. 自由空间频率变化法 |
2.6GHz~110GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | 频率变化法系列 适用低损耗材料 适合有厚度材料 |
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| 10. 封闭系统频率变化法（同轴波导，波导） | 10MHz~60GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | ||||||||||||
| 11. 探测方式（开放）S参数法 | 30MHz~90GHz | Ο | Ο | Ο | ∆ | ∆ | Ο | Ο | Ο | ∆ | S参数法系列 适用于高损耗材料 精度低，但可以测量宽频 12.13.14可同时测量透磁率 |
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| 12. 探测方式（短路）S参数法 | 100kHz~10GHz | Ο | Ο | ∆ | ∆ | ∆ | ∆ | ∆ | |||||||||||
| 13. 封闭系统S参数方法（同轴波导，波导)也可同时测量μr | 12MHz~40GHz | ∆ | Ο | Ο | Ο | Ο | ∆ | ∆ | |||||||||||
| 14. 可用空间S参数法 也可同时测量μr |
2.6GHz~110GHz | Ο | Ο | ||||||||||||||||
| 15. 自由空间入射角变化法S参数法 也可同时测量μr |
2.6GHz~110GHz | Ο | Ο | Ο | Ο | Ο | |||||||||||||
| 16. 传播延时同轴管方式S参数法 |
45MHz~40GHz | Ο | ∆ | Ο | Ο | Ο | Ο | ∆ | Ο | Ο | |||||||||
| 17. 低频用开放同轴反射法 | 1MHz-1GHz | Ο | Ο | ||||||||||||||||
| 18. 静电容量法 | 1Hz~1GHz | Ο | ∆ | Ο | Ο | Ο | 静电容量法系列 可测低频带 高精度 可测宽频 |
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| 19. MOSFET结构半导体耗尽层
栅电极正下方有一层介电膜 |
20Hz~2MHz | Ο | |||||||||||||||||
| 20. 椭圆测量法 也可同时测量μr |
26.5~110GHz | Ο | Ο | Ο | ∆ | 椭圆偏光法法系列 |
1-2. 根据频带,相对介电常数,介电损耗正切(εr', tanδ)进行选择
根据频带、相对介电常数、介电损耗正切(εr'/tanδ)进行选择
1-3. 根据其他要求选择
只列出代表性案例。表格内不存在的话请咨询。
| 希望高精度测量超薄印刷电路板等薄膜 (胶片测量・多层结构物测量) |
摄动法 |
| 希望测量无法单独存在的高精度薄膜等 (胶片测量・多层结构物测量) |
摄动法 |
| 希望高精度(εr ±1% tanδ±3%)测试 | 摄动法 |
| 只有1mm大小的试样 | 探测法 |
| 希望超高频(20GHz-110GHz)且高精度测试 | 开放型谐振器法 |
| 希望超低频(10μHz-10Hz)测试 | 静电容量法 |
| 希望测试液体 | 探测法 |
| 希望测试粉状物 | 探测法 |
| 希望测试汽油等挥发性物质 | 探测法 |
| 希望变换温度进行测试 | 静电容量法 |
| 对精度无较高要求(εr ±7% tanδ±10%)、 只要知道大致数值 |
S参数法 |
| 试样较大、但不想切割或无法切割 (非破坏) |
微带线法 (谐振法) |
| 只要简单测量 | 探测法 |
| 希望一起测试介电常数、介电损耗角正切以及透磁率 | S参数法 |
２．介绍KEYCOM测试设备主要功能和其特点
谐振法 (JI规格化・开放式谐振法 JIS R 1660-2) |
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KEYCOM的铃木洋介作为JIS规格方案起草委员参与制定，而在2004年完成规格化。 |
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| 谐振法 开放型谐振器 板材及超薄膜用 毫米波 相对介电常数、介电损耗角正切(εr'/tanδ) 测试设备・系统[DPS03] | |
 使用Windows电脑可自动进行测量。 此测量方法发表于2005 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference OTTAWA,ONTARIO,CANADA，然后在2004年被制定为JIS规格。 *JIS R 1660-2 |
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| 谐振式 带状线式 板材用 相对介电常数，介电损耗角正切 (εr'/tanδ) 测量设备/系统[DPS50] | |
 可测量绝缘片εr、tanδ的测量套件，依据ASTMD3380 Standard method of Test for Permittivity (Dielectric Constant) and Dissipation Factor of Plastic-Based Microwave Circuit Substrates 及IPC-L-125 Specification for Plastic Substrates, Clad or Unclad, for High Speed/High Frequency Interconnections。 |
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| 盘式谐振器型介电常数测量系统[DPS51] | |
 此测试方法在IEEE-IMS发表(2012年)。 《参考论文》 Hirosuke Suzuki, Masato Inoue "Complex Permittivity Multi-Frequency Measurements for Dielectric Sheets Using a Circular Disk Resonator" 2012 IMS2012 THPB-1 |
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| 谐振法 微波带状线 板材用 相对介电常数、介电损耗角正切(εr'/tanδ) 测试设备·系统[DPS01] | |
 可测量超薄电介电片材的εr，tanδ的测量套件、依据ASTMD3380 Standard method of Test for Permittivity (Dielectric Constant) and Dissipation Factor of Plastic-Based Microwave Circuit Substrates 及 IPC-L-125 Specification for Plastic Substrates,Clad or unclad,for High Speed/High Frequency Interconnections。 |
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摄动法 |
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| 摄动法 样件孔穴封闭型 空洞谐振器法 超薄板材用 相对介电常数，介电损耗正切(εr'/tanδ) 测试设备・系统[DPS18] | |
 这是在1992年JISC 2565的JIS标准中规定之方法的基础上，通过封闭插入金属的孔穴来提高测试精度的。
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传播延迟法 |
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| 此测试法的论文于2002年12月在电子信息和通信协会杂志J85-C第12号PP.1149-1158上刊登。 |
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| 传播延迟法 截断法 同轴管法 相对介电常数·介电损耗正切 (εr'/tanδ)测量设备·系统[DPS05] | |
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| 传播延迟法 截断法 自由空间法 相对介电常数·耗散系数(εr', tanδ) 测试设备·系统[DPS06] | |
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| 传播延迟法 截断法 共面线法 相对介电常数，介电损耗正切(εr'/tanδ)测试设备・系统[DPS07] | |
 通过施加偏压方式测试εr和tanδ与电压的关系。 |
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| 传播延迟法 截断法 带状线法 相对介电常数·介电损耗正切（εr'，tanδ）测试设备·系统[DPS15] | |
 在测试粉状物等时，能选购用于计算真实介电常数和真实比重的真实介电常数和tanδ的软件和温度测量设备以及温度相关性计算软件。通过施加方式来测试εr和tanδ与电压的关系。 |
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探测法 |
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| 探测法 开放式 相对介电常数·介电损耗正切（εr'/tanδ）测试装置·系统[DPS16] | |
 ・固体、液体、粉状物均能测试。 ・能运用纯水以外基准/标准样件(丙酮等)。 ・操作简便。
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| 探测法(短路) 相对介电常数・介电损耗正切 (εr'/tanδ) 测量装置・系统[DPS25] |
 ・也能测试固体、液体的样件。 ・垂直于样件表面的方向有一电场、其与微带线和带状线电场方向一致。 ・通过分开使用2种不同的电极、测试较广频率范围。 |
S参数法 |
| S参数法 反射法/透过法 同轴管 波导管类型、相对介电常数，介电损耗角正切，相对磁导率（εr'/tanδ/μr'/μr''）测试设备[DPS08] |
 两种方法对复数εr和复数μr均能同时测试，各不同测试法请参考如下。 电波吸收材料的吸收率和反射率均能透过计算复数εr和复数μr得出结果。 |
| S参数法 自由空间型 平板透过法 相对介电常数，相对磁导率（εr'/μr'）测试设备[DPS24] |
 另外，由于透镜是安装在天线上，使得比较紧凑，所以样件可以用平面波进行测试。测试可通过连接矢量网络分析仪和电脑相连、透过S参数法S21以及S11来进行测量。 |
静電容量方式 |
| 静电容量法 平板，液体，胶状物，超薄膜，复合薄膜 相对介电常数・介电损耗正切 (εr'/tanδ) 测试设备・系统[DPS17] |
 具有高精度分辨率和较宽距离测量范围。 |
入射角度变化法 |
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| 入射角度变化法 相对介电常数，介电损耗正切，相对透磁率 (εr'/tanδ/ μr'/ μr'') 测试设备・系统[DPS22] | ||||
 通过这个测量值反向推算，可以获得复数相对介电常数和复数磁导率。 与同轴管类型和波导类型不同、该夹具中并不放样件，因此不会出现由空气间隙引起的误差。 另外，由于透镜安装在天线上，不但紧凑，而且样件可以用平面波测量，而且能得到较高的测试精度。另外、由于从天线发射的无线电波是平行波束，所以样件的尺寸可以做到更小。 另外、εr和μr针对各个频率都是可知的。 |
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传输衰减量法 |
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| 毫米波 相对介电常数/介电损耗正切 (εr'/tanδ) 以及传输衰减量测试系统[RTS02] | ||||
当毫米波穿透平板时，从频率和传输衰减量之间的关系来得出相对介电常数和tanδ。
通过使用标准矢量网络分析仪，在校准之后，将GATE应用于透镜之外，就能进行分辨率在透过衰减量0.1 dB和介电常数0.01的测试。另外、还可使用标量网络分析仪和合成扫地机。 |
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| 微波 相对介电常数/介电损耗正切（εr'/tanδ）和传输衰减测量测试系统[RTS04] | ||||
 *测试值是测量频段内的平均值，不影响实际应用。 由于透镜安装在天线上、使得外型变得紧凑、加上用平面波测量样件、从而能够得到很高的测量精度。 另外，因为天线附近能放置样本，能够使用很少的样件。 还有，如果使用选购的软件，也能测量稀薄材料等的反射衰减量。
通过使用标准矢量网络分析仪、在校准之后、将GATE应用于透镜之外、就能进行分辨率在透过衰减量0.1 dB和介电常数0.01的测试。 另外、还可使用标量网络分析仪和合成扫地机。 |
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| 垂直型毫米波相对介电常数/介电损耗角正切（εr'/tanδ）和传输衰减测量系统[RTS03] |
 频率范围在26.5GHz至110GHz的测量系统。 *2.该系统中无法计算电波吸收材料的反射衰减量。如果要测量反射衰减量的话，请参考相对介电常数/介质损耗角正切（εr'/tanδ）和传输衰减测量的系统[rts02] 和同轴管类型以及波导管类型不同、该夹具中不放样品、因此不会出现由空气间隙引起的误差。 |
其他测试方法 |
| 平行电容板，介质谐振器法 相对介电常数·介电损耗角正切（εr'，tanδ）测试设备·系统[DPS14] |
 测量时样品为圆柱形。 这是在JIS规格JIS R 1627中规定的测试方法。 |
| 椭圆偏光法 相对介电常数，相对磁导率（εr'/μr'）测试设备·系统[DPS02] |
 与同轴管类型和波导类型不同，该结构中没有放样品，因此也不会出现由空气间隙引起的误差。而且，由于透镜直接安装在天线上，使其外形比较紧凑，而且样品可以用平面波测试。另外，由于可以在天线附近放样品，所以样品可以更小。另外，可以知道各个频率的εr和μr。 |
| 毫米波 相对介电常数·介电损耗正切（εr'，tanδ）测试用截止圆柱形波导[DPS20] |
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