材料測試主要測試材料的介電常數(shù)和損耗角正切，即dk,df測試。當然也有磁導率測試，這里不做討論。目前市面上有多種測試方法，主要分為傳輸反射法和諧振腔法兩大類。對于高損材料，損耗角正切在0.05以上通常采用傳輸反射法。對于低損材料，一般采用諧振腔法，df可以測試到0.0002甚至更低。諧振腔種類很多，例如有分離圓柱諧振腔，諧振腔微擾法，準光腔，分離介質諧振腔等。本文介紹分離介質諧振腔SPDR。將從以下幾個方面來闡述。

      tanδ:損耗角正切

      Qs:諧振夾具包含樣品的Q值

      Qc:諧振器金屬損耗的Q值

      QDR：諧振器介質損耗的Q值

      ρes:樣品的電磁場能量填充因子。諧振腔的物理尺寸確定后，可以通過電磁場仿真得到ρes。對于固定的諧振腔，ρes是個常數(shù)。

      簡單說，目前市面上基本都是通過式諧振腔，即通過測試S21參數(shù)方法，得到材料的dk,df。矢網(wǎng)不需要做任何校準。

二、IEC61189-2-721(GBT43801-2024)標準解讀

1 適用材料和范圍

  IEC 61189的這一部分概述了一種方法來確定相對介電常數(shù)（ε?）和損耗角正切（tanδ）（也稱為介電常數(shù)（Dk）和耗散因子（Df），使用SPDR方法測試覆銅層壓板或介電基材（或陶瓷等）在微波頻率（從1.1 GHz到20 GHz）的材料屬性。

2 對矢網(wǎng)要求

  500MHz到20GHz，動態(tài)范圍大于60dB

3 空腔矢網(wǎng)S參數(shù)要求

  S11和S22對稱，S21諧振峰值在-40dB到-45dB之間。SPAN是諧振曲線3dB帶寬的110%到200%（SPAN要求對加載樣品矢網(wǎng)也適用）

4 SPDR測試夾具結構圖

5 不同頻段下的SPDR測試夾具尺寸要求

6 不同頻段下的SPDR測試夾具對樣品的要求

  注：樣品厚度說明：測試夾具高度限制內，越厚測試誤差越小。對于特別薄的樣品，可以多層stack到0.4mm以上。 備注：樣品和夾具之間的空氣間隙不影響測試精度。

7 樣品標準驗證件

  單晶石英

8 深弓千分尺精度要求（樣品加工尺寸測量）

  分辨率優(yōu)于0.001mm

9 循環(huán)溫箱（circulating oven）

  105°C（+5/-2°C）

10 環(huán)境測試室（Test Chamber，用于變溫測試）

    -125°C到+110 °C（或者供應商和用戶約定的其他溫度），溫度設置數(shù)值和實際溫度相差±1°C，到達設置溫度后，保持15分鐘以上。

11 常溫測試

    樣品測試前，在環(huán)境23°C±2°C，相對濕度（50±5）%下超過24小時。注：如果樣品被蝕刻或暴露在潮濕環(huán)境，需要在105°C（+5/-2°C）循環(huán)溫箱干燥2小時

12 測試精度要求

    △ε/ε=±(0.0015+△h/h).

    △tanδ=±2 x 10^-5or ±0,03 tanδ

    （兩者取大的一個）

13 室溫測試報告

（1）測試環(huán)境（溫度，濕度）

（2）測試頻率

（3）測試頻率下的相對介電常數(shù)和損耗角正切數(shù)值

（4）樣品類型，尺寸，厚度等

（5）測試數(shù)據(jù)是否異常

14 變溫測試報告

（1）測試溫度（T）和參考溫度（Tref）

（2）測試頻率

（3）測試頻率和測試溫度下的相對介電常數(shù)和損耗角正切數(shù)值

（4）測試頻率和參考溫度下的相對介電常數(shù)和損耗角正切數(shù)值

（5）介電常數(shù)TC和損耗角正切TC 備注：TC：溫度系數(shù)

（6）如果多個溫度測試，需要畫出相對介電常數(shù)VS溫度變化以及損耗角正切數(shù)值VS溫度變化曲線

（7）樣品類型，尺寸，厚度等

（8）測試數(shù)據(jù)是否異常

三、介質諧振腔測試介電常數(shù)解決方案

      網(wǎng)絡分析儀，配合第三方的SPDR夾具，為客戶提供相關材料測試解決方案。

      提供的矢網(wǎng)產(chǎn)品系列如下：

      ZNLE系列：100KHz 到3GHz/4.5GHz/6GHz/14GHz/18GHz

      ZNL系列：5KHz 到3GHz/4.5GHz/6GHz/14GHz/20GHz

      ZNB3000系列：9KHz 到4.5GHz/9GHz/20GHz/26.5GHz

      ZNA系列：10MHz 到26.5GHz/43.5GHz/50GHz/67GHz