太赫兹频段基于NR迭代法的复介电常数提取
作者:
作者单位:

1.首都师范大学 物理系,北京 100048;2.北京理工大学 光电学院,北京 100081;3.北京芯宸科技有限公司,北京 100029;4.北京航天计量测试技术研究所,北京 100076

作者简介:

贾 锐(1994-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为太赫兹波段复介电常数提取.email:jiaruichn@163.com.
许 靖(1996-),男,在读博士研究生,主要研究方向为太赫兹波段检测与成像.
张振伟(1977-),男,硕士,高级实验师,主要研究方向为太赫兹波谱、成像及无损检测. email: zhangzw@cnu.edu.cn
黄 辉(1977-),男,博士,副研究员,主要研究方向为微波网络参数测试技术.
高小强(1990-),男,博士,高级工程师,主要研究方向为太赫兹计量测试技术及超快光谱应用技术.
刘 林(1990-),男,博士,高级工程师,主要研究方向为太赫兹无损检测及太赫兹计量技术.
缪寅宵(1974-),男,硕士,研究员,主要研究方向为测试计量技术及仪器研究.
张存林(1961-),男,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为太赫兹科学与技术等.
赵跃进(1958-),男,博士,教授,主要研究方向为光电仪器设计、红外成像技术、太赫兹技术等.

通讯作者:

张振伟 email: zhangzw@cnu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金委航天制造联合基金资助项目(U1837202);国家自然科学基金重点资助项目(61935001);国家重点研发计划资助项目(2020YFB2009303)

伦理声明:



Extraction of complex permittivity in terahertz band based on NR iterative method
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Department of Physics,Capital Normal University,Beijing 100048,China;2.School of Optics and Photonics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;3.Beijing Xinchen Technology Co.,Ltd,Beijing 100029,China;4.Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology,Beijing 100076,China

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    摘要:

    伴随着6G通信的发展,雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展,获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数,分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325~500 GHz频段(Y频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f准光系统,实现散射参数S21的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S21之间的关系式,利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱,与其他文献报道的结果一致,验证了系统和方法的有效性。

    Abstract:

    It is important to obtain the dielectric constant of materials in terahertz band for applications of 6G communication, radar remote sensing, detection and imaging. In this paper, the complex permittivity of samples is extracted based on the Newton Raphson(NR) iterative method, of which the influence of the initial value is analyzed. A set of 8f quasi optical system consisting of Vector Network Analyzer(VNA), spread spectrum module and four parabolic mirrors is built in 325~500 GHz(Y-band) to realize the free space measurement of scattering parameter S21. The relationship between complex permittivity and S21 is derived from the electromagnetic wave transmission model. The complex permittivity spectra of Teflon, ABS and PMMA samples are extracted by iterative method. The results are consistent with other literatures, which verify the effectiveness of the proposed system and the method.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

贾锐,许靖,张振伟,黄辉,高小强,刘林,缪寅宵,张存林,赵跃进.太赫兹频段基于NR迭代法的复介电常数提取[J].太赫兹科学与电子信息学报,2023,21(6):759~766

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  • 收稿日期:2022-07-07
  • 最后修改日期:2022-08-30
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  • 在线发布日期: 2023-07-12
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