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座距离和频率。对于本文中讨论的测量
示例，使用大约7厘米的间隔距离，且在
10GHz时照射区域直径约为5cm，较低
的频率对应的直径较大，而较高的频率
对应的直径较小。
应用举例
本节将介绍集成了上述点式探头传感
器的小型化分析仪，并给出了两个示例：
1）使用手持式设备检测抗EMI材料的反
射性能；2）使用机器人扫描，对玻璃纤
维复合材料的缺陷进行非破坏性检测。

材料的反射性能测量
高速计算和无线通信的快速发展使
电磁环境变得拥挤，在设备内或设备之
间生成的信号可能会无意中干扰设备功
能。减少这种相互干扰的一种技术是使
用材料阻挡或吸收干扰信号。例如，组
图4：集成的2-18GHz反射仪，包括传感
器和矢量分析仪。 件的外壳可以衬有或嵌入可以吸收射频
能量的材料。有源器件可以直接覆盖吸
收材料来使干扰降到最低。在相邻器件
之间可以设计用于阻挡和吸收能量的屏
障。图4展示了一个集成的反射仪，它
包括一个Copper Mountain Technologies
RP 180 矢量分析仪和一个 Compas s
Technology SP218探头。该系统是手持设
备，只需要电缆进行供电，数据采集通
过与计算机进行USB通信完成。该设备
的校准很简单，仅需要两次测量：“响
应”测量和“隔离”测量。响应测量使
图5：手持系统（包括探头和矢量分析 用标准参考，例如金属板的反射。隔离
仪）测量磁性吸波材料得到的反射系数。 测量，是指探针位于自由空间时进行测
量。这种隔离测量可以从关注的信号中
棒组成。他们使用传感器成功地确定了 减去背景信号和前景信号，包括探头响
硅样品在毫米波频率下的复介电常数。 应。时域处理可以进一步将我们关注的
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最近，Diaz等 使用仿真计算工具设计了 信号与其它不需要的信号进行隔离，例
“polyrod”天线，它们的传感器包括插 如房间的反射。时域处理将宽带频率数
入金属喇叭天线的多个介质层，他们创 据转换进时域，并将待测样品的反射与
新地使用计算工具来优化插入的聚合物 其余的反射隔离。
材料和探头天线的阻抗匹配。 图5给出了通过图4所示的反射仪
本文中描述的探头包括金属元件和 测量的两种不同吸波材料样品的测量数
电介质材料。以前的探头在常规喇叭天 据。这些样品是通过将铁颗粒与弹性体
线中插入介质材料，这种紧凑型探头设 混合制成的商用磁性吸波材料。如图
计可优化集成单元内的介质形状和金属 所示，铁负载上70mil厚的吸波材料在
元件（图3a）。图3a所示为大小两种型 约9GHz处性能最佳。红色曲线是两层
号的探头，长度分别为18厘米和10.2厘 70mil吸波材料的测量结果，通过重叠
米，均通过后端的SMA馈电，大探头以 放置使厚度加倍。结果，反射极点出现
线性极化方式发送和接收，频率覆盖2.5 在单层吸波片时极点频率的一半处。该
至20GHz；小探头频率覆盖4至24 GHz。 测量系统的紧凑尺寸使其有利于在制造
图3b给出了大探头的VSWR，对于整个 材料的工厂环境中使用，这比将样品带
频带，VSWR低于3:1，对于大多数频 回实验室进行测量更方便，其便携性使
带，VSWR低于2:1。小探头具有类似的 其能够在器件或系统中对所用材料进行
驻波特性，且可以延伸到更高的频率。 测量。虽然这里给出的是磁性吸波材料
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在测量正常入射时的材料时 ，这些探头 的测量，但是该测量仪还可以应用于电
可以达到大型实验室测量系统的测量精 阻材料的微波性能的测量，例如EMI屏
度。照射面近似圆形，其直径取决于支 蔽，以及诸如天线罩等介质材料。