自由空間法測試方案
問題：
平板狀固體材料的電磁特性分析。需要頻率范圍1GHz-20GHz，后期需要擴展。
問題分析:
需要測試平板狀材料，頻率范圍在1GHz-20GHz，后期需要可以擴展。那就需要匹配能夠滿足測試的配套方案，覆蓋頻率范圍，滿足樣品夾具要求，頻率后期可擴展。
如何解決：
自由空間法可測試的樣品形態(tài)為固體平板狀材料。一般頻率范圍為1GHz～40GHz，可擴展（取決于矢量網絡分析儀和天線）。
測試方案搭配：
（1）矢量網絡分析儀主機（根據需求選擇帶寬）
（2）天線及測量平臺（透鏡喇叭天線，自由空間測量平臺）
（3）配套測量軟件（能夠兼容矢量網絡分析儀主機）
（4）測試附件（線纜、轉接頭等）
示意圖：
滿足標準：
GB/T 42741-2023固體材料的電磁參數測量方法（使用自由空間法）。
測試功能實現：
a)矢量網絡分析儀控制與測量
通過程序控制選配的矢量網絡分析儀，能夠正確設置儀器的頻率范圍、測量參數等，并能控制矢量網絡分析儀進行實時測量，能夠自動采集矢量網絡分析儀的測量數據；
b)電磁參數測量
測量固體材料的復介電常數、復磁導率，以及電、磁損耗角正切；
c)數據存儲
可將測量結果保存為文本文件，文件內容包括測試時間、材料樣品名稱、頻率范圍，以及各頻率點及對應的參數值等；
d)測量結果分析
可對已測量的結果文件進行分析、顯示。如同時顯示同一材料的多次測量結果，比對不同材料的電磁參數等。
測試方案優(yōu)點：
自由空間法是一種開場電磁特性參數測試技術屬于傳輸/反射法的一種。測試中利用了點聚焦透鏡天線，有效的減小了天線之間的多重反射及其外界環(huán)境的繞射，并通過引入修正因子，減小了斜入射的散焦影響。自由空間法對樣品的要求較低，帶寬極寬，樣品只需足夠大的一塊雙面平行的平板即可。
測試原理：
自由空間法是將被測材料視為二端口網絡，由矢量網絡分析儀自帶的掃頻源產生的電磁波，經由透鏡喇叭天線向空間輻射出去，位于天線焦點平面處的均勻平面波垂直入射到待測介質材料上，電磁波在介質與空氣交界面處發(fā)生反射和透射，反射信號和透射信號被發(fā)射/接收天線接收后進入矢量網絡分析儀，利用耦合信號與參考信號的比值獲得反射/傳輸系數，最終通過相應算法，得到相應待測介質的電磁參數（介電常數和磁導率）。
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