BS EN IEC 63185:2021
Измерение комплексной диэлектрической проницаемости диэлектрических подложек с малыми потерями методом кольцевого дискового резонатора сбалансированного типа.

Стандартный №: BS EN IEC 63185:2021
Дата публикации: 2021
Разместил: British Standards Institution (BSI)
состояние: быть заменен
быть заменен: BS EN IEC 63185:2025
Последняя версия: BS EN IEC 63185:2025

сфера применения

Основная технология и принцип измерения стандарта

В этом стандарте используется структура сбалансированного дискового резонатора (как показано на рисунке 1) и реализуется широкополосное измерение посредством режима TM_0m0:

Технические характеристики	Традиционный метод (IEC 62810)	Преимущества этого метода
Размер измерения	Измерение в одной точке частоты	Широкополосное измерение в 5-11 модах
Повышенная точность	Эффект дырки возбуждения не учитывается	Компенсация эффекта дырки на основе анализа согласования мод
Применимый диапазон	10–60 ГГц	Полный диапазон частот 10–110 ГГц

Ключевые параметры измерений и формулы расчета

Комплексная диэлектрическая проницаемость ε_r = ε_r' - jε_r" определяется по следующему уравнению:

detH(ε_r', f₀, t, R, a, M) = 0 (Условие резонанса уравнение)

tanδ = (1/Q_u - 1/Q_c)(1 + W₁/W₂) class='note'>(Расчет тангенса угла потерь)

Где потери в проводнике Q_c рассчитываются по формуле Q_c = t(πf₀μ₀σ)^0,5, σ необходимо регулярно калибровать с использованием метода двойного диэлектрического резонатора.

Ключевые моменты реализации измерительной системы

Требования к конфигурации оборудования

Векторный анализатор цепей: рекомендуется использовать круговую аппроксимацию Метод обработки сложных данных S₂₁
Структура резонатора: радиус проводящего диска 7,482±0,005 мм, диаметр отверстия возбуждения 0,60±0,03 мм
Контроль окружающей среды: влажность должна быть ниже 40% для предотвращения ухудшения значения Q

Порядок работы

Подготовка образца: две диэлектрические пластины одинаковой толщины (0,376±0,001 мм) размещаются симметрично.
Калибровка: используйте стандартные калибровочные компоненты для коррекции 12 ошибок векторного анализатора цепей.
Идентификация режима: интервал между резонансными пиками мод TM₀₁₀-TM₀₈₀ должен быть ≥15 дБ.

Анализ неопределенности и примеры

В качестве примера возьмем образец циклического олефинового полимера (ЦОП):

Мода	ε_r'	tanδ(×10^-4)
TM₀₁₀	2,35±0,12	2,39±0,68
TM₀₈₀	2,38±0,13	5,55±0,86

Основные источники неопределенности:

Измерение резонансной частоты: ±0,0007 ГГц (при 15 ГГц)
Проводимость проводника: ±3,2%(σ=5,63×10⁷См/м)
Ошибка усечения анализа согласования мод: относительная ошибка сходимости <0,5% при N=15

Сравнение развития технологий и стандартов

По сравнению с волноводным методом в IEC 61338-1-3, нововведения этого стандарта таковы:

Расширение верхнего предела измерения с 60 ГГц до 110 ГГц
Введение эффективного радиуса R+ΔR для компенсации эффектов краевого поля
Анализ распространения неопределенности с использованием метода Монте-Карло метод

Типичный пример применения

В миллиметровом диапазоне волн 94,397 ГГц тангенс дельта подложки COP был измерен и составил (4,87±0,93)×10^-4, что подтверждает применимость этого метода для измерений на входе в терагерцовом диапазоне.

BS EN IEC 63185:2021 Ссылочный документ

IEC 61338-1-3:1999 Диэлектрические резонаторы волноводного типа. Часть 1-3. Общие сведения и условия испытаний. Метод измерения комплексной относительной диэлектрической проницаемости материалов диэлектрических резонаторов на микроволновой частоте.
IEC 62810:2015 Метод цилиндрической полости для измерения комплексной диэлектрической проницаемости диэлектрических стержней с малыми потерями.

BS EN IEC 63185:2021 История

2025 BS EN IEC 63185:2025 Измерение комплексной диэлектрической проницаемости для диэлектрических подложек с малыми потерями методом сбалансированного круглого дискового резонатора
2021 BS EN IEC 63185:2021 Измерение комплексной диэлектрической проницаемости диэлектрических подложек с малыми потерями методом кольцевого дискового резонатора сбалансированного типа.

Измерение комплексной диэлектрической проницаемости диэлектрических подложек с малыми потерями методом кольцевого дискового резонатора сбалансированного типа.

стандарты и спецификации