Измерение диэлектрической проницаемости на основе микрополосковой линии: сравнение двух способов реализации

DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-1-39-45

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Проведен анализ двух способов реализации измерения диэлектрической проницаемости на основе микрополосковой линии, когда измеряемый диэлектрик: 1) располагается над сигнальным проводником (ОМПЛ); 2) между неметаллизированным основанием (подложкой) и заземленной металлизированной поверхностью (ПМПЛ). На основе моделирования и экспериментального исследования выполнено сравнение обоих способов с оценкой их применимости для материалов различной толщины и диапазона диэлектрических проницаемостей. Для рассматриваемого диапазона материалов с малыми потерями и диэлектрической проницаемостью от 2 до 100 определено, что ОМПЛ применима для измерения диэлектрической проницаемости материалов с толщиной свыше 5 мм, в то время как ПМПЛ ввиду геометрических особенностей больше подходит для материалов с толщиной 1 мм и менее.

Ключевые слова: эффективная диэлектрическая проницаемость, микрополосковая линия передачи, дифференциально-фазовый метод, векторный анализатор цепей

Библиография статьи:
Петененко Я. А. Измерение диэлектрической проницаемости на основе микрополосковой линии: сравнение двух способов реализации / Я. А. Петененко, Е. И. Тренкаль // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2025. – Т. 28, № 1. – С. 39–45. DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-1-39-45

Авторы и правообладатели:

  • Петененко Я. А. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Тренкаль Е. И. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

  • 1. Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. – М.: Физматгиз, 1963. – 404 с.
  • 2. Бежко М. Изменение параметров материалов в СВЧ-диапазоне с помощью ПО для анализа параметров материалов Keysight N1500A // Проблемы СВЧ-электроники. – 2015. – № 8. – C. 6–8.
  • 3. Волноводный метод измерений электромагнитных параметров материалов в СВЧ-диапазоне и оценка погрешности измерений / М.П. Пархоменко, Д.С. Каленов, И.С. Еремин, Н.А. Федосеев, В.М. Колесникова, Ю.Л. Баринов // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – № 9. – С. 9.
  • 4. Кунрод Д. Определение параметров материалов печатных плат в миллиметровом диапазоне // СВЧ-электроника. – 2019. – № 3. – С. 46–50.
  • 5. Das N.K. Two Methods for the Measurement of Substrate Dielectric Constant / N.K. Das, S.M. Voda, D.M. Pozar // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1987. – Vol. 35, No. 7. – P. 636–642.
  • 6. Lederer G. A transmission line method for the measurement of microwave permittivity and permeability // Royal Signals and Radar Establishment. – 1990. – P. 217–320.
  • 7. Narayanan P.M. Microstrip Transmission Line Method for Broadband Permittivity Measurement of Dielectric Substrates // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2014. – Vol. 62, No. 11. – P. 2784–2790.
  • 8. Петененко Я.А. Влияние инструментальной погрешности ВАЦ на точность расчета диэлектрической проницаемости фазовыми методами / Я.А. Петененко, Е.И. Тренкалль, В.С. Поздняков // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Электронные средства и системы управления». – Томск: В-Спектр (ИП В.М. Бочкарева); ТУСУР, 2023. – С. 124–127.
  • 9. Verma A.K. Unified dispersion model for multilayer microstrip line / A.K Verma, G.H. Sadr // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1992. – Vol. 40, No. 7. – P. 1587–1591.
  • 10. Svacina J. Analysis of multilayer microstrip lines by a conformal mapping method // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1992. – Vol. 40, No. 4. – P. 769–772.
  • 11. Svacina J. A simple quasi-static determination of basic parameters of multilayer microstrip and coplanar waveguide // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1992. – Vol. 2, No. 10. – P. 385–387.
  • 12. Yunqiu Wu. Electromagnetic parameters measurement for thin film materials / Wu Yunqiu, Tang Zongxi, Zhang Biao, He Xi // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2008. – P. 627–629.
  • 13. Yoon Y.J. A new formula for effective dielectric constant in multi-dielectric layer microstrip structure / Y.J. Yoon, B. Kim // IEEE 9th Topical Meeting on Electrical Performance of Electronic Packaging. – 2000. – P. 163–167.
  • 14. Radonic V. Phase-Shift Transmission Line Method for Permittivity Measurement and Its Potential in Sensor Applications / V. Radonic, N. Cselyuszka, V. Crnojevic-Bengin, G. Kitic // Electromagnetic Materials and Devices. – 2020. – P. 22.
  • 15. Microwave Electronics: Measurement and Materials Characterization / L.F. Chen, C.K. Ong, C.P. Neo, V.V. Varadan, V.K. Varadan // John Wiley & Sons, Ltd. – 2004. – P. 549.
  • 16. Руководство по эксплуатации planar обзор 804/1 [Электронный ресурс]. – URL: https://planarchel.ru/upload/medialibrary/8e0/9bzgn33tpawgcl38gd9ddsuipvge4aci/Part1_8xx_ver22.1.pdf, свободный (дата обращения: 10.09.2023).
  • 17. Jha K.R. Analysis and design of rectangular microstrip antenna on two-layer substrate materials at terahertz frequency / K.R. Jha, G. Singh // Comput Electron. – 2010. – Vol. 9. – P. 68–78.
  • 18. Петененко Я.А. Алгоритм расчета диэлектрической проницаемости материалов фазовым методом в условиях рассогласованности / Я.А. Петененко, Е.И. Тренкаль, В.С. Поздняков // Матер. междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР–2024». – Томск: В-Спектр (ИП В.М. Бочкарева); ТУСУР, 2024. – Ч. 1. – С. 193–196.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru