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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

介电特性是电介质材料尤其重要的特性。介电常数是描述材料与电磁场相互作用的固有参数，通过对介电常数的了解，可以很容易地评估材料的质量或状况。在实际应用中，电介质材料的介电常数和介质损耗是非常重要的参数。例如，制造电容器的材料要求介电常数尽量大，而介质损耗尽量小。相反的，制造仪表器件的材料要求介电常数和介质损耗都尽量小。所以通过测量介电常数和介质损耗角正切，可进一步了解影响介电常数和介质损耗的因素，为提高材料的性能提供依据。介电常数的测量在民用和工业上都会有很多应用，如在水土污染的监测中的应用，低介电常数在超大规模集成工艺，高介电常数在半导体集成器件中的应用。用不同的方法测量介电常数，可以帮助我们为某种应用提供一种更合适的方法，具有一定理论和工程应用意义。

国内外研究现状

当前，国内外都对不同材料的介电常数的不同测量方法进行了研究，并且在不断的提出的新的方法。许多微波技术已被用于测量介电常数，从总体来说，介电常数的测量一般有以下几种方法：电路法，传输线法，谐振法，自由空间波法。其中传输线法，集中电路法，谐振法属于实验测量方法，测量通常是在实验室中经行，要求具有相应的样品采集技术。共振方法本质上是窄带的，它需要仔细的样品制备（需要球体或圆柱体）和校准。对于传输线技术，需要切割具有相同波导内部尺寸的样品，使其完全适合波导，以及该方法提供的损耗角正切测量的分辨率是有限的（通常为0.01）。在自由空间法中，样品和样品架应放置在两个喇叭天线之间，并且必须特别注意样品的几何形状和位置。

另外还有一些比较特殊的方法，如微带短路法，通过矢量网络分析仪量测短路微带线的反射系数，进行印刷电路板板材相对介电常数计算的方法。利用开口微波波导测量的一种模拟辅助的介电常数无损检测方法，此方法不需要对试样进行物理切割，以进行材料表征。在该装置中，被测材料被放置在微波开口波导的近场区，在计算机仿真技术仿真软件中建立了该装置的电磁模型。通过优化，由测量的反射系数s₁₁得到介电常数。

2. 研究的基本内容

本课题利用cst仿真软件和matlab实现一个能够测试不同材料的介电常数的软件，主要有测量方法选取、cst建模、处理结果、数据处理、代码编写、最终测试几个过程。

（1）测量方法选取：研究介电常数测量的不同理论和方法，并最终确定实施方法；

（2）cst建模：根据所选方法，在仿真软件中建出所需模型，并且在不同的参数条件下进行模拟；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：前期查阅资料，学习、熟悉相关理论和技术，论证系统的总体方案以及系统各部分的具体实现方法，确定出最佳方案任，完成任务书，开题报告的撰写，后期进行建模，代码编写，最终调试等过程，最后完成论文和准备答辩。

进度安排

2018.12.10-2019.1.20 任务书及开题报告的撰写，翻译英文文献 ；

4. 参考文献

[1] 廖承恩.微波技术基础[m].西安：西安电子科技大学出版社，1990.

[2]巩宏博.介电常数测量的微带短路线法及实现[d].上海：上海交通大学电子工程学院，2012.11.

[3]郭富强,赖展军，薛锋章. 基于微带谐振法的介电常数无损伤测量[j].重庆邮电大学学报（自然科学版），2017，29（3）.