设计一种用于低温和高温材料的电磁特性表征系统

《Radio Science》：Design of an electromagnetic characterization system for materials at low and high temperature

航空复合材料在极端温度下的介电性能研究采用非共振电磁表征系统，通过双线微带技术实现500MHz-20GHz频段下FR-4、ROGERS 4350B等材料介电常数及损耗角的精确测量，验证表明材料介电性能随温度（-55°C至80°C）变化显著，系统具备良好的一致性和可靠性。

　　

摘要：

由于复合材料和3D技术具有优异的强度重量比，航空航天工业取得了显著的进步。然而，太空环境中的极端温度梯度对这些材料的稳定性和性能提出了严峻挑战。本文介绍了一种非共振电磁特性测试系统的设计与概念验证，该系统用于评估不同热条件下介电材料的相对介电常数。该系统采用双线微带技术，并利用相位提取方法实现有效介电常数的精确测量。研究了包括FR-4、ROGERS 4350B和CuClad-250在内的复合材料的介电损耗正切值和相对介电常数的实部。这些材料在500 MHz至20 GHz的宽频率范围内以及-55°C至80°C的温度条件下进行了测试。研究还包括在室温下进行的验证阶段，该阶段包括电磁仿真和测量，随后在热箱中进行测量以评估材料在不同温度条件下的性能。尽管这项研究目前还处于初步原型阶段，并计划进行改进，但该系统在测量结果上表现出一致性和可靠性，突显了介电常数随温度的显著变化。