射频复电容率测量装置及方法.pdf

《射频复电容率测量装置及方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《射频复电容率测量装置及方法.pdf（17页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202410002616.6(22)申请日 2024.01.02(71)申请人 青岛农业大学地址 266109 山东省青岛市城阳区长城路700号青岛农业大学机电学院 申请人 青岛谷计测控技术有限公司(72)发明人 赵丽清张心培(74)专利代理机构 青岛清泰联信知识产权代理有限公司 37256专利代理师 张媛媛(51)Int.Cl.G01R 27/26(2006.01)G01R 1/04(2006.01)(54)发明名称一种射频复电容率测量装置及方法(57)摘要本发明涉及一种射频复电容率测量装置及方。

2、法，属于电容测量技术领域,该装置包括测量夹具、分析仪和终端器；其中，测量夹具包括两个参考电极板、两个端盖、中心电极板和多个隔板，两个参考电极板平行设置，中心电极板平行设置在两个参考电极板之间，两个端盖分别安装在两个参考电极板长度方向的两端，与参考电极板确定出夹具腔体，隔板设在夹具腔体内，将夹具腔体依次划分为第一空气区域、测量区和第二空气区域，划分后，测量夹具形成由九个射频网络级联而成的传输线电路。本发明能够实现大块固体或粉末等大量固体颗粒在射频频率的总体复电容率检测，同时，本发明中测量夹具结构简单、加工方便、公差容易控制，批量生产时能够保证夹具的一致性。权利要求书4页 说明书9页 附图3页CN。

3、 117491743 A2024.02.02CN 117491743 A1.一种射频复电容率测量装置，其特征在于，包括测量夹具、分析仪和终端器；所述测量夹具包括：两个参考电极板：平行且相对设置；两个端盖：分别固定在两个参考电极板长度方向的两端，与两个参考电极板共同确定出一个开放式的夹具腔体；两个端盖上均设置有射频同轴连接器，两个射频同轴连接器分别作为所述测量夹具的第一端口和第二端口；中心电极板：与两个参考电极板平行设置在所述夹具腔体内；所述中心电极板长度方向两侧的端部分别通过镀金铜针与两个端盖上的射频同轴连接器连接构成传输线电路，使所述测量夹具构成一个开放式带状线结构；隔板：包括多个，设置在所。

4、述夹具腔体内；沿所述第一端口至所述第二端口的方向，将所述夹具腔体依次划分为第一空气区域、测量区和第二空气区域；所述第一空气区域为所述隔板与所述第一端口之间的区域，所述测量区为所述隔板之间的区域，所述第二空气区域为所述隔板与第二端口之间的区域；划分后，沿所述第一端口至所述第二端口的方向，所述测量夹具形成为一个依次由第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、第一隔板线网络、被测物网络、第二隔板线网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络共九个射频网络级联而成的电路；所述第一连接器网络对应作为第一端口的射频同轴连接器，所述第一过渡段网络对应所述第一端口与所述中心电极板之间的镀金铜针，。

5、所述第一空气线网络对应所述第一空气区域，所述第一隔板线网络对应所述第一空气区域与所述测量区之间的隔板，所述被测物网络对应所述测量区，所述第二隔板线网络对应所述测量区与所述第二空气区域之间的隔板，所述第二空气线网络对应所述第二空气区域，所述第二过渡段网络对应所述第二端口与所述中心电极板之间的镀金铜针，所述第二连接器网络对应作为第二端口的射频同轴连接器；所述分析仪与所述测量夹具的第一端口连接，用于测量所述第一端口的反射系数，所述终端器与所述测量夹具的第二端口连接，用于反射所述电路中的电磁波。2.根据权利要求1所述的射频复电容率测量装置,其特征在于，所述测量夹具使用时，被测物质设置在所述测量区内，所。

6、述射频同轴连接器将电磁波馈电到两个参考电极板和中心电极板，所述电磁波通过所述测量区两端的空气区域过渡为准TEM模式，在所述测量区内与所述被测物质发生电磁相互作用，所述分析仪测量所述第一端口的反射系数，以基于所述反射系数反演获得所述被测物质的复电容率。3.根据权利要求1或2所述的射频复电容率测量装置，其特征在于，所述分析仪为阻抗分析仪或网络分析仪。4.根据权利要求1或2所述的射频复电容率测量装置，其特征在于，所述终端器为开路器或短路器或匹配电阻器。5.根据权利要求1所述的射频复电容率测量装置，其特征在于，所述中心电极板与所述参考电极板相对的端面上对应开设有沟槽，所述隔板分别插入所述中心电极板与所。

7、述参考电极板上对应的沟槽固定在所述夹具腔体内。6.根据权利要求1或5所述的射频复电容率测量装置,其特征在于，所述中心电极板和权利要求书1/4 页2CN 117491743 A2所述参考电极板均由金属材料构成，所述隔板由塑料材料构成。7.一种射频复电容率测量方法,其特征在于，采用权利要求16任意一项所述的射频复电容率测量装置，包括以下步骤：将被测物质放入测量夹具中的测量区，并使所述被测物质填满所述测量区；在所述测量夹具的第一端口处连接分析仪，在所述测量夹具的第二端口处安装终端器；使用所述分析仪测量所述第一端口的反射系数；通过反演方法对所述第一端口的反射系数进行反演以获得所述被测物质的复电容率。8。

8、.根据权利要求7所述的射频复电容率测量方法,其特征在于，对所述第一端口的反射系数进行反演的方法包括以下步骤：分别使用ABCD矩阵对所述测量夹具形成的传输线电路中的九个射频网络进行描述；基于九个射频网络各自的ABCD矩阵，计算获得所述测量夹具的总体ABCD矩阵：；其中，为第一连接器网络的ABCD矩阵，为第一过渡段网络的ABCD矩阵，为第一空气线网络的ABCD矩阵，为第一隔板线网络的ABCD矩阵，为被测物线网络的ABCD矩阵，为第二隔板线网络的ABCD矩阵，为第二空气线网络的ABCD矩阵，为第二过渡段网络的ABCD矩阵，为第二连接器网络的ABCD矩阵；将所述总体ABCD矩阵转换为用于描述所述测量夹。

9、具的二端口特性的S参数矩阵：；其中，A、B、C、D是总体ABCD矩阵表征端口特性的4个元素，是第二端口匹配时第一端口的反射系数、是第一端口匹配时第二端口的反射系数、是第一端口匹配时第二端口到第一端口的传输系数、是第二端口匹配时第一端口到第二端口的传输系数，是第一端口的实际阻抗，是第二端口的实际阻抗，是的导数，是的导数，是复数运算符；使用反射系数公式描述测量夹具端接阻抗的反射系数：；其中，是端接阻抗，是系统特征阻抗；基于所述反射系数计算获得第一端口的反射系数模型：权利要求书2/4 页3CN 117491743 A3；其中，是被测物质的介质的相对复电容率；使用通用数值迭代求解算法在复平面上寻找所述。

10、第一端口的反射系数模型的复数解，以获得所述测量夹具内被测物质的复电容率：；其中，是反演得到的被测物质总体复电容率，是迭代求解器函数，待求解方程和初始值是迭代求解器函数的两个关键参数。9.根据权利要求8所述的射频复电容率测量方法,其特征在于，对所述第一端口的反射系数进行反演的方法还包括以下步骤：使用填充因数对被测物质总体复电容率进行修正，以获得被测物质的实际复电容率：；其中，是填充因数，是偏置常数，和 均通过三维电磁FEA计算得出。10.根据权利要求8所述的射频复电容率测量方法,其特征在于，分别使用ABCD矩阵对所述测量夹具形成的传输线电路中的九个射频网络进行描述的方法包括：将所述测量夹具中的第。

11、一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、被测物网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络建模为均匀的传输线模型，使用所述传输线模型的ABCD矩阵分别对第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、被测物网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络进行描述：；其中，是电磁场的传播系数，是双曲正弦函数，是双曲余弦函数，是测量夹具中各夹具段的物理长度，是测量夹具中各夹具段的特征阻抗，是衰减常数，通过三维电磁FEA计算得出，是分析仪输入电磁波的频率，是光速，是虚数单位，是测量夹具中各夹具段对应介质的相对复电容率；计算被测物线网络的特征阻抗：；其中，是被测物质的介质的相对复电容。

12、率；基于测物线网络的特征阻抗，使用ABCD矩阵描述被测物网络：权利要求书3/4 页4CN 117491743 A4；将过渡段网络建模为由两个串联电感和一个并联电容组成的T型LC集总网络模型，所述T型LC集总网络模型的参数通过FEA分析端口等效电路获得，所述过渡段网络包括第一过渡段网络和第二过渡段网络，两个过渡段网络的ABCD矩阵均可描述为：；其中，和是两个待定网络参数，两个待定网络参数的数值分别对应所述T型LC集总网络模型中的等效并联电容CT和等效串联电感LT。权利要求书4/4 页5CN 117491743 A5一种射频复电容率测量装置及方法技术领域0001本发明属于电容测量技术领域，尤其涉及。

13、一种射频复电容率测量装置及方法。背景技术0002复电容率是能同时反映电介质在交变电场中极化与损耗特性的物理量，射频频段复电容率包括实部介电常数和虚部介电损耗，其中，实部指的是介质内导电能力的大小，虚部则表示介质的储能能力。实部是描述电流通过介质时，由于介质具有的电导性而产生的能量损耗。它反映了介质对电流的吸收和耗散能力。实部值越大，说明介质的导电性越强，耗散的能量也越多。虚部则用于描述介质内部存储电荷的能力，即介质的电容性。虚部值越大，说明介质的电容性越强，能够储存的电荷越多。0003现有技术中，射频频段复电容率的测量夹具主要针对质量为克量级的微小物体、液体或大块固体上的一小块区域进行测量。在。

14、针对大块固体、固体粉末或颗粒物堆进行测量时实用性不佳，测量结果无法反映被测物质整体的效应复电容率。发明内容0004本发明的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种射频复电容率测量装置及方法。0005为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种射频复电容率测量装置，包括测量夹具、分析仪和终端器；该测量夹具包括：两个参考电极板：平行且相对设置；两个端盖：分别固定在两个参考电极板长度方向的两端，与两个参考电极板共同确定出一个开放式的夹具腔体；两个端盖上均设置有射频同轴连接器，两个射频同轴连接器分别作为测量夹具的第一端口和第二端口；中心电极板：与两个参考电极板平行设置在夹具腔体内；中心电极板长度方向两侧。

15、的端部分别通过镀金铜针与两个端盖上的射频同轴连接器连接构成传输线电路，使测量夹具构成一个开放式带状线结构；隔板：包括多个，设置在夹具腔体内；沿第一端口至第二端口的方向，将夹具腔体依次划分为第一空气区域、测量区和第二空气区域；第一空气区域为隔板与第一端口之间的区域，测量区为隔板之间的区域，第二空气区域为隔板与第二端口之间的区域；划分后，沿第一端口至第二端口的方向，测量夹具形成为一个依次由第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、第一隔板线网络、被测物网络、第二隔板线网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络共九个射频网络级联而成的电路；第一连接器网络对应作为第一端口的射频同轴连接。

16、器，第一过渡段网络对应第一端口与中心电极板之间的镀金铜针，第一空气线网络对应第一空气区域，第一隔板线网络说明书1/9 页6CN 117491743 A6对应第一空气区域与测量区之间的隔板，被测物网络对应测量区，第二隔板线网络对应测量区与第二空气区域之间的隔板，第二空气线网络对应第二空气区域，第二过渡段网络对应第二端口与中心电极板之间的镀金铜针，第二连接器网络对应作为第二端口的射频同轴连接器；分析仪与测量夹具的第一端口连接，用于测量第一端口的反射系数，终端器与测量夹具的第二端口连接，用于反射电路中的电磁波。0006本发明一些实施例中，测量夹具使用时，被测物质设置在测量区内，射频同轴连接器将电磁波。

17、馈电到两个参考电极板和中心电极板，电磁波通过测量区两端的空气区域过渡为准TEM模式，在测量区内与被测物质发生电磁相互作用，分析仪测量第一端口的反射系数，以基于反射系数反演获得被测物质的复电容率。0007本发明一些实施例中，分析仪为阻抗分析仪或网络分析仪。0008本发明一些实施例中，终端器为开路器或短路器或匹配电阻器。0009本发明一些实施例中，中心电极板与参考电极板相对的端面上对应开设有沟槽，隔板分别插入中心电极板与参考电极板上对应的沟槽固定在夹具腔体内。0010本发明一些实施例中，中心电极板和参考电极板均由金属材料构成，隔板由塑料材料构成。0011本发明一些实施例进一步提供一种射频复电容率测。

18、量方法，包括以下步骤：将被测物质放入测量夹具中的测量区，并使被测物质填满测量区；在测量夹具的第一端口处连接分析仪，在测量夹具的第二端口处安装终端器；使用分析仪测量第一端口的反射系数；0012通过反演方法对第一端口的反射系数进行反演以获得被测物质的复电容率。0013本发明一些实施例中，对第一端口的反射系数进行反演的方法包括以下步骤：0014分别使用ABCD矩阵对测量夹具形成的传输线电路中的九个射频网络进行描述；基于九个射频网络各自的ABCD矩阵，计算获得测量夹具的总体ABCD矩阵：0015；0016其中，为第一连接器网络的ABCD矩阵，为第一过渡段网络的ABCD矩阵，为第一空气线网络的ABCD矩。

19、阵，为第一隔板线网络的ABCD矩阵，为被测物线网络的ABCD矩阵，为第二隔板线网络的ABCD矩阵，为第二空气线网络的ABCD矩阵，为第二过渡段网络的ABCD矩阵，为第二连接器网络的ABCD矩阵；0017将总体ABCD矩阵转换为用于描述测量夹具的二端口特性的S参数矩阵：0018；说明书2/9 页7CN 117491743 A70019；0020其中，A、B、C、D是总体ABCD矩阵表征端口特性的4个元素，是第二端口匹配时第一端口的反射系数、是第一端口匹配时第二端口的反射系数、是第一端口匹配时第二端口到第一端口的传输系数、是第二端口匹配时第一端口到第二端口的传输系数，是第一端口的实际阻抗，是第二端。

20、口的实际阻抗，是的导数，是的导数，是复数运算符；0021使用反射系数公式描述测量夹具端接阻抗的反射系数：0022；0023其中，是端接阻抗，是系统特征阻抗；0024基于反射系数计算获得第一端口的反射系数模型：0025；0026其中，是被测物质的介质的相对复电容率；0027使用通用数值迭代求解算法在复平面上寻找第一端口的反射系数模型的复数解，以获得测量夹具内被测物质的复电容率：；0028；0029其中，是反演得到的被测物质总体复电容率，是迭代求解器函数，待求解方程和初始值是迭代求解器函数的两个关键参数。0030本发明一些实施例中，对第一端口的反射系数进行反演的方法还包括以下步骤：0031使用填充。

21、因数对被测物质总体复电容率进行修正，以获得被测物质的实际复电容率：0032；0033其中，是填充因数，是偏置常数，和 均通过三维电磁FEA计算得出。0034本发明一些实施例中，分别使用ABCD矩阵对测量夹具形成的传输线电路中的九个射频网络进行描述的方法包括：将测量夹具中的第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、被测物网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络建模为均匀的传输线模型，使用传输线模型的ABCD矩阵分别对第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、被测说明书3/9 页8CN 117491743 A8物网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络进行描述：。

22、0035；0036；0037其中，是电磁场的传播系数，是双曲正弦函数，是双曲余弦函数，是测量夹具中各夹具段的物理长度，是测量夹具中各夹具段的特征阻抗，是衰减常数，通过三维电磁FEA计算得出，是分析仪输入电磁波的频率，是光速，是虚数单位，是测量夹具中各夹具段对应介质的相对复电容率；0038计算被测物线网络的特征阻抗：0039；0040其中，是被测物质的介质的相对复电容率；0041基于测物线网络的特征阻抗，使用ABCD矩阵描述被测物网络：0042；0043将过渡段网络建模为由两个串联电感和一个并联电容组成的T型LC集总网络模型，T型LC集总网络模型的参数通过FEA分析端口等效电路获得，过渡段网络包。

23、括第一过渡段网络和第二过渡段网络，两个过渡段网络的ABCD矩阵均可描述为：；0044其中，和是两个待定网络参数，两个待定网络参数的数值分别对应T型LC集总网络模型中的等效并联电容CT和等效串联电感LT。0045本发明的有益效果在于：1、本发明所提供的测量夹具通过与网络分析仪或阻抗分析仪等射频仪器的配合能够实现大块固体或粉末等大量固体颗粒在射频频率的总体复电容率检测，解决了现有技术中的复电容率测量夹具不适用于大量固体物质测量的问题；2、本发明所提供的测量夹具使用三平行板设计，结构简单、加工方便且公差容易控制，能够保证批量生产时测量夹具的一致性和复电容率测量的准确性，并且该测量夹具的物质加载方向贯。

24、通，能够适用于射频复电容率在线测量；3、本发明所提供的测量夹具能够使用多种不同的终端类型，包括开路器、短路器、匹配电阻器，同时，自定义的终端类型使得测量夹具可以同时适用网络分析仪或阻抗分析仪，提高了本发明的适用范围和射频复电容率测量的灵活性。附图说明0046为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图来详细说明本发明的具体实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提说明书4/9 页9CN 117491743 A9下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0047图1为本发明所提供的测量夹具的结构示意图；图2为本发明所提供的测量夹具的顶部结构示意图；图3为本发明。

25、所提供的测量夹具的正视结构透视图；图4为本发明所提供的测量夹具的侧视结构透视图；图5为本发明所提供的测量夹具形成的传输线电路示意图；图6为本发明所提供的射频复电容率测量方法流程图；其中，附图标记为：1、参考电极板；2、端盖；21、射频同轴连接器；3、中心电极板；4、镀金铜针；5、隔板；6、第一空气区域；7、测量区；8、第三空气区域。具体实施方式0048为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所。

26、有其他实施例，都属于本申请保护的范围。0049需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。0050在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。0051下面结合具体实施例及说明书附图，对本发明。

27、的技术方案作详细说明。0052如附图15所示，在本发明一种射频复电容率测量装置的一个示意性施例中，该测量装置包括测量夹具、分析仪和终端器。0053其中，测量夹具构成一个开放式带状线结构，包括参考电极板1、端盖2、中心电极板3和隔板5。0054参考电极板1为矩形金属板，由铝合金或不锈钢等材料制成，包括两个，两个参考电极板1平行、间隔且相对设置，作为带状线的两个电极参考平面。0055端盖2与参考电极板1由同种金属制成，包括两个，两个端盖2均垂直于参考电极板1，分别设置在两个参考电极板1长度方向的两端，每个端盖2靠近两个参考电极板1的两个端面分别通过螺钉与两个参考电极板1固定连接。两个端盖2连接后与。

28、两个参考电极板1共同确定出一个开放式的夹具腔体；两个端盖2的中心位置均安装有射频同轴连接器21，两个射频同轴连接器21分别作为该测量夹具的第一端口和第二端口。0056中心电极板3为矩形金属板，其长度小于参考电极板1的长度，与参考电极板1由同种金属制成。中心电极板3与两个参考电极板1平行设置在夹具腔体内，作为带状线的中心电极，其长度方向两侧的端部分别通过镀金铜针4与两个端盖2上的射频同轴连接器21连接构成传输线电路。说明书5/9 页10CN 117491743 A100057隔板5由塑料材质制作，共包括四个，设置在夹具腔体内，且两个为一组分别设置在中心电极板3的两侧；沿第一端口至第二端口的方向，。

29、两组隔板相配合将中心电极板3的两侧夹具腔体依次划分为第一空气区域6、测量区7和第二空气区域；需要说明的是，中心电极板3的两侧的隔板5位置相对应，其划分出的第一空气区域6、测量区7和第二空气区域也相对应，即第一空气区域6、测量区7和第二空气区域均由位于中心电极板3两侧的两部分组成。0058其中，第一空气区域6为靠近第一端口的隔板5与作为第一端口的射频同轴连接器21所在的端盖2之间的区域，测量区7为中心电极板3同一侧夹具腔体内隔板5与隔板5之间的区域，第二空气区域为靠近第二端口的隔板5与作为第二端口的射频同轴连接器21所在的端盖2之间的区域。0059划分后，如附图5所示，沿第一端口至第二端口的方向。

30、，测量夹具形成为一个依次由第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、第一隔板5线网络、被测物网络、第二隔板5线网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络共九个射频网络级联而成的电路；其中，第一连接器网络对应作为第一端口的射频同轴连接器21，第一过渡段网络对应第一端口与中心电极板3之间的镀金铜针4，第一空气线网络对应第一空气区域6，第一隔板5线网络对应第一空气区域6与测量区7之间的隔板5，被测物网络对应测量区7，第二隔板5线网络对应测量区7与第二空气区域之间的隔板5，第二空气线网络对应第二空气区域，第二过渡段网络对应第二端口与中心电极板3之间的镀金铜针4，第二连接器网络对应作为第。

31、二端口的射频同轴连接器21。0060分析仪与作为第一端口的射频同轴连接器21连接，用于测量第一端口的反射系数，终端器与作为第二端口的射频同轴连接器21连接，用于反射电路中的电磁波。0061本发明一些实施例中，测量夹具使用时，被测物质设置在测量区7内，且填满测量区7，测量夹具两端的射频同轴连接器21将电磁波馈电到两个参考电极板1和中心电极板3，电磁波通过测量区7两端的空气区域过渡为准TEM模式，在测量区7内与被测物质发生电磁相互作用，分析仪测量第一端口的反射系数，以基于反射系数反演获得被测物质的复电容率。需要说明的是，由于特征阻抗在测量区7中被测物质的左右两个界面上发生突变，会有部分反射波被反射。

32、回入射端口。0062本发明一些实施例中，测量夹具能够使用多种不同的终端类型，在本实施例中，终端器为开路器或短路器或匹配电阻器。0063进一步的，自定义的终端类型使得测量夹具可以适用不同的分析仪，在本实施例中，分析仪为阻抗分析仪或网络分析仪。0064本发明一些实施例中，中心电极板3与参考电极板1相对的端面上对应开设有精密沟槽，隔板5分别插入中心电极板3与参考电极板1上对应的沟槽固定在夹具腔体内。0065如附图6所示，本发明一些实施例进一步提供一种射频复电容率测量方法，包括以下步骤。0066将被测物质放入测量夹具中的测量区7，并使被测物质填满测量区7；块状固体经加工至测量区7尺寸后直接放入，粉末或。

33、颗粒物倒入测量区7后用平直刮板刮平。0067在测量夹具的第一端口处连接网络分析仪或阻抗分析仪，在测量夹具的第二端口说明书6/9 页11CN 117491743 A11处安装终端器。0068使用分析仪测量第一端口的反射系数。0069通过反演方法对第一端口的反射系数进行反演以获得被测物质的复电容率。0070本发明一些实施例中，对第一端口的反射系数进行反演的方法包括以下步骤。0071分别使用ABCD矩阵对测量夹具形成的传输线电路中的九个射频网络进行描述。0072基于九个射频网络各自的ABCD矩阵，按顺序将各段ABCD矩阵按信号顺序级联起来，计算获得测量夹具的总体ABCD矩阵：0073。0074其中，。

34、为第一连接器网络的ABCD矩阵，为第一过渡段网络的ABCD矩阵，为第一空气线网络的ABCD矩阵，为第一隔板5线网络的ABCD矩阵，为被测物线网络的ABCD矩阵，为第二隔板5线网络的ABCD矩阵，为第二空气线网络的ABCD矩阵，为第二过渡段网络的ABCD矩阵，为第二连接器网络的ABCD矩阵。0075将总体ABCD矩阵转换为用于描述测量夹具的二端口特性的S参数矩阵：0076；0077；0078其中，A、B、C、D是总体ABCD矩阵表征端口特性的4个元素，是第二端口匹配时第一端口的反射系数、是第一端口匹配时第二端口的反射系数、是第一端口匹配时第二端口到第一端口的传输系数、是第二端口匹配时第一端口到第。

35、二端口的传输系数，是第一端口的实际阻抗，是第二端口的实际阻抗，是的导数，是的导数，是复数运算符。0079由于二端口被端接，因此需考虑不同端接的反射影响，使用反射系数公式描述测量夹具端接阻抗的反射系数：0080；0081其中，是端接阻抗，是系统特征阻抗。0082基于该反射系数计算获得第一端口的反射系数模型：0083；0084其中，是被测物质的介质的相对复电容率。说明书7/9 页12CN 117491743 A120085由于对于关于未知和已知的复数非线性方程无法使用代数方式求解，因此，使用通用数值迭代求解算法在复平面上寻找第一端口的反射系数模型的复数解，以获得测量夹具内被测物质的复电容率：008。

36、6；0087；0088其中，是反演得到的被测物质总体复电容率，是迭代求解器函数，待求解方程和初始值是迭代求解器函数的两个关键参数。函数的实现方式不限于已有的复数方程迭代求解器。0089本发明一些实施例中，对第一端口的反射系数进行反演的方法还包括以下步骤。0090由于测量夹具的测量区7工作在准TEM模式而非完全的TEM模式，通常计算得出的被测物质总体复电容率会略小于实际复电容率，因此，需要使用填充因数对被测物质总体复电容率进行修正，以获得被测物质的实际复电容率：0091；0092其中，是填充因数，是偏置常数，和 均通过三维电磁FEA计算得出。0093本发明一些实施例中，分别使用ABCD矩阵对测量。

37、夹具形成的传输线电路中的九个射频网络进行描述的方法包括以下步骤。0094将测量夹具中的第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、被测物网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络共四类网络建模为均匀的传输线模型，使用该传输线模型的ABCD矩阵分别对第一连接器网络、第一过渡段网络、第一空气线网络、被测物网络、第二空气线网络、第二过渡段网络、第二连接器网络进行描述：0095；0096；0097其中，是电磁场的传播系数，是双曲正弦函数，是双曲余弦函数，是测量夹具中各夹具段的物理长度，是测量夹具中各夹具段的特征阻抗，是衰减常数，通过三维电磁FEA计算得出，是分析仪输入电磁波的频率，是光速。

38、，是虚数单位，是测量夹具中各夹具段对应介质的相对复电容率。0098计算被测物线网络的特征阻抗：0099；0100其中，是被测物质的介质的相对复电容率。0101基于测物线网络的特征阻抗，使用ABCD矩阵描述被测物网络：说明书8/9 页13CN 117491743 A130102。0103将过渡段网络建模为由两个串联电感和一个并联电容组成的T型LC集总网络模型，T型LC集总网络模型的参数通过FEA分析端口等效电路获得，过渡段网络包括第一过渡段网络和第二过渡段网络，两个过渡段网络的ABCD矩阵均可描述为：。0104其中，和是两个待定网络参数，两个待定网络参数的数值分别对应T型LC集总网络模型中的等效。

39、并联电容CT和等效串联电感LT。0105最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。0106以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。说明书9/9 页14CN 117491743 A14图1图2说明书附图1/3 页15CN 117491743 A15图3图4图5说明书附图2/3 页16CN 117491743 A16图6说明书附图3/3 页17CN 117491743 A17。