T/CSTM 01011-2023 毫米波频段材料介电性能测试 开放式共聚焦谐振腔法

ICS31.020

CCSL90

团体标准

T/CSTM01011—2023

毫米波频段材料介电性能测试

开放式共聚焦谐振腔法

Measurementofdielectricpropertiesofmaterialsinmillimeterwave

frequency—Confocaltypeopenresonatormethod

2023-03-07发布2023-06-07实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTM01011—2023

目次

前言................................................................................II

引言...............................................................................III

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

4测量原理.............................................................................2

5测试条件.............................................................................3

6设备和仪器...........................................................................3

7校准.................................................................................4

8测试步骤.............................................................................4

9不确定度分析来源分析.................................................................5

10报告.................................................................................5

附录A（资料性）谐振频率、相对介电常数实部及损耗角正切值计算公式........................6

附录B（资料性）介电性能测试示例........................................................8

附录C（资料性）测试报告格式示例.......................................................10

附录D（资料性）起草单位和主要起草人...................................................11

I

T/CSTM01011—2023

前言

本文件是参照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由中国材料与试验标准化委员会基础与共性技术标准化领域委员会（CSTM/FC00）提出。

本文件由中国材料与试验标准化委员会基础与共性技术标准化领域委员会（CSTM/FC00）归口。

II

T/CSTM01011—2023

引言

移动通信产业的技术演进每10年一代，5G将成为下一代最主要的移动通信技术。随着5G发展的

不断深化，毫米波技术将成为未来发展的主要方向。毫米波技术的应用给材料产业带来了新的挑战和机

遇。介电性能是材料在毫米波频段应用的最主要的性能指标之一。因此，介电性能的测试对于材料生产

厂家及下游客户尤为重要。

开放式共聚焦谐振腔与其他测试方法相比，具有测试效率高、夹具制作简单、测试精度高、测试频

段宽、适用于高频低损耗样品等特点，除介质基板类材料外，还适用于薄膜类材料的自动、连续化测试。

本文提出了使用开放式共聚焦谐振腔进行毫米波频段材料的介电性能的测试方法，涉及相对介电常数实

部、损耗角正切值的检测方法，提供了适用于各类材料的自动测试方法。

III

T/CSTM01011—2023

毫米波频段材料介电性能测试开放式共聚焦谐振腔法

1范围

本文件规定了采用开放式共聚焦谐振腔法在20GHz～110GHz范围内对固体电介质、复合板材、

工程塑料等材料的相对介电常数实部和介电损耗角正切的测量方法。其中，相对介电常数实部的测量范

围在2～30，介电损耗角正切的测量范围为0.0001～0.05。

本文件适用于氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硼、碳化硅、钛酸钡等无机材料，印制电路

板等有机无机复合板材，聚四氟乙烯、聚苯乙烯等有机工程塑料的相对介电常数实部和介电损耗角正切

的测量，也适于其他类似固体电介质、复合板材、工程塑料材料及其液晶聚合物、改性聚酰亚胺等薄膜

样品的相对介电常数实部和损耗角正切的测量。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T31838.1固体绝缘材料介电和电阻特性第1部分：总则

GB/T31838.6固体绝缘材料介电和电阻特性第6部分：介电特性(AC方法)相对介电常数和介质

损耗因数(频率0.1Hz～10MHz)

JISR1660-2毫米波段精细陶瓷介电性能的测量方法-第2部分：开放式谐振腔法

（JISR1660-Measurementmethodfordielectricpropertiesoffineceramicsinmillimeterwavefrequencyran

ge--Part2：Openresonatormethod）

3术语和定义

GB/T31838.1、GB/T31838.6和JISR1660-2中界定的术语和定义适用于本文件。

3.1

介电性能dielectricproperties

在给定频率范围内用交流电压测量出的材料综合特性。

[来源：GB/T31838.1-2015，3.3，有修改]

3.2

绝对介电常数absolutepermittivity

电通密度除以电场强度的商。

[来源：GB/T31838.6-2021，3.3]

3.3

相对介电常数relativepermittivity

绝对介电常数与真空介电常数的比值。

[来源：GB/T31838.6-2021，3.4]

1

T/CSTM01011—2023

3.4

相对复介电常数relativecomplexpermittivity

稳定的正弦场下,以复数表示的介电常数。

[来源：GB/T31838.6-2021，3.5]

3.5

介质损耗因数dielectricdissipationfactor

损耗角正切值losstangent

tanδ

复介电常数的虚部与实部的比值。

[来源：GB/T31838.6-2021，3.6]

3.6

束腰半径waistradius

开放式谐振腔中的电磁场强度分布是高斯分布，并且光束在两个球体的中心处变窄，当电场强度衰

减到中心值的1/e的直径称为束腰直径。

[来源：JISR1660-2:2004，9B]

4测量原理

4.1开放式共聚焦谐振腔法介电性能测试系统示意图

开放式共聚焦谐振腔法介电性能测试系统如图1所示。

图1开放式共聚焦谐振腔法介电性能测试系统示意图

2