什么是复数介电常数测量?

[拼音]：fushu jiedianchangshu celiang

[外文]：measurement of complex permittivity

一切非导电物质均为电介质，它可以是固态的、液态的或气态的。在电介质中绝大多数的电荷是被束缚的。在外电场的作用下，这些电荷发生微小的位移，正电荷沿电场的方向位移，而负电荷则沿电场相反的方向位移。这种物理现象称为电介质极化。

如果以真空为介质的电容器的电容量为C0，以电介质为介质的同一电容器的电容量为C，当电容器两端加上电压U后，前者的电荷量为Q0，后者的电荷量为Q，则电介质的相对介电常

ε′＝Q/Q0＝C/C0

电介质在极化过程中靠消耗电场的能量而发热。这种能量消耗称为介质损耗，其值为tanδ(δ为损耗角)。这时相对复数介电常数（简称复数介电常数）

εr＝ε′－jε″＝ε′(1－tanδ)

式中 tanδ＝ε″/ε′

复数介电常数的测量方法主要有两类，即固定频率法和宽带法。固定频率法的测量不确定度较小，可用于损耗大小不同的测量；宽带法的频带宽，可用于快速测量。

又分电桥法、传输线法和谐振法。

（1）电桥法：将被测件接在电桥的测量臂上，根据接入前后电桥平衡时电容和电阻（或相移和衰减）的变化量可以算出ε′和tanδ，这种方法可用于10-3～1011赫的频率范围，并适于测量损耗较大的电介质。

（2）传输线法：将被测件与测量线终端的短路波导或同轴线相连接，通过测量接入前后驻波节点位置和驻波系数的变化量可以算出ε′和tanδ。这种方法可用于108～1010赫的频率范围，适于测量损耗量中等的电介质。

（3）谐振法：将被测件接在谐振回路（或谐振腔）中，通过测量接入前后回路电容和Q值（或腔长和Q值）的变化量可以算出ε′和tanδ。这种方法可用于104～1011赫的频率范围，适于测量损耗较小的电介质。

包括阶跃法和时域法。利用电介质对阶跃波（或电脉冲）的响应，即电介质的电特性与频域散射参数S(ω)的关系，通过时域测量和傅里叶变换求出在不同频率下的ε′和tanδ。这种方法可用于10-4～1010赫的频率范围。