一種建筑材料介電常數的測量方法技術

本發明專利技術公開了一種建筑材料介電常數的測量方法，包括以下步驟：步驟Ａ：利用測試系統測量待測建筑材料的傳輸系數；步驟Ｂ：利用測試系統測量待測材料的反射系數；步驟Ｃ：將測量結果通過離散傅立葉逆變換變換到時域，利用時間柵技術除去來自環境的影響，將測量結果利用快速傅立葉變換轉換到頻域；步驟Ｄ：利用獲得的傳輸系數和反射系數計算出介電常數。本發明專利技術能夠準確、方便地測量建筑材料的介電常數。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種參數測量方法，尤其是。
技術介紹
通常建筑物的墻壁由石膏板，內含金屬絲的強化玻璃窗口和木制門構成，這些材料是建筑物中是很常見的。為得到正確的仿真結果，這些材料的介電常數應當首先被確定，當前還沒有方法能較準確的測量這些材料的介電常數。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，能夠準確、方便地測量建筑材料的介電常數。為了解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案包括，包括以下步驟步驟A利用測試系統測量待測建筑材料的傳輸系數；步驟B利用測試系統測量待測材料的反射系數；步驟C將測量結果通過離散傅立葉逆變換變換到時域，利用時間柵技術除去來自環境的影響，將測量結果利用快速傅立葉變換轉換到頻域；步驟D利用獲得的傳輸系數和反射系數計算出介電常數。所述測試系統包括頻率掃描功能的矢量網絡分析儀、接收機和發射機，矢量網絡分析儀提供無線信道中的頻率響應，所述發射機天線和接收機的天線包括定向性天線和全向性天線。所述步驟A進一步包括步驟a10在接收機和發射機之間設一木門，利用接收機和發射機測試待測材料傳輸系數的參考基準，其中木門在測量期間是開著的；步驟a20保持發射機天線和接收機天線的位置無變化，關上門再次測量獲得測量結果，其中，電波穿透木門；步驟a30測量的結果和參考基準相除得到待測材料的傳輸系數。所述步驟B進一步包括步驟b10保持發射機和接收機天線之間的距離，在發射機和接收機設有金屬板，將金屬片貼在待測材料的表面，將獲得的復頻率響應記錄作為參考基準；步驟b20移動天線和它們中間的金屬片到待測材料的前面，保持它們之間的距離不變，再次測量獲得反射測試結果；步驟b30通過反射測量結果與來自金屬片反射的參考基準計算得到待測材料的反射系數。所述介電常數的振幅可以由與傳輸系數和反射系數相關的折射公式得到，所述公式為R=cosθi-n*cosθtcosθi+n*cosθt,]]>T=2cosθicosθi+n*cosθt.]]>其中R為反射系數，T為傳輸系數，n等于 ，θi為入射角，θt為透射角。所述建筑材料包括強化玻璃、石膏板和木門。所述測試系統是在頻為5.8GHz下進行的測量。所述步驟D包括利用RPS進行仿真模擬得到介電常數本專利技術的有益技術效果是利用本專利技術的建筑材料介電常數的測量方法，可以準確、方便的獲得建筑材料介電常數。本專利技術的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。附圖說明圖1表示本專利技術的本專利技術的介電常數測量方法的流程圖；圖2a及圖2b分別表示定向性天線在E平面和H平面的方向圖；圖3a及圖3b分別表示全向性天線在E平面和H平面的方向圖；圖4表示內含金屬絲的強化玻璃的結構示意圖；圖5表示本專利技術的測試待測材料傳輸系數的測量示意圖；圖6表示本專利技術的測量待測材料的反射系數的測量示意圖；圖7表示在2GHz帶寬中仿真結果示意圖；圖8表示一種窗戶結構示意圖；圖9表示時間柵寬度是5ns頻域示意圖；圖10表示時間柵寬度是10ns頻域示意圖；圖11表示金屬片反射的相位結果示意圖；圖12表示強化玻璃反射系數測試在頻域和時域內的測量結果；圖13表示強化玻璃反射系數通過時間柵處理和FFT的結果示意圖； 圖14表示強化玻璃傳輸系數在頻域內的測量結果示意圖；圖15表示強化玻璃傳輸系數經過時間柵處理以后的示意圖；圖16表示強化玻璃傳輸系數及傳輸系數理論計算的結果示意圖；圖17表示木制門傳輸系數測試在頻域和時域內的測量結果示意圖；圖18表示木制門傳輸系數經過時間柵處理以后的示意圖；圖19表示木制門反射系數的測量結果示意圖；圖20表示石膏板傳輸系數的測量結果示意圖；圖21表示石膏板反射系數的測量結果示意圖。具體實施例方式請參閱圖1，為本專利技術介電常數測量方法的流程圖，該方法包括以下步驟步驟100利用測試系統測量待測材料的傳輸系數；測量系統是一個由具有頻率掃描功能的矢量網絡分析儀(VNA)為基礎構成的，矢量網絡分析儀提供無線信道中的復雜的頻率響應，其頻率掃描的帶寬是200MHz，1601個等間距步長。測量系統包括接收機Rx和發射機Tx，該發射機天線和接收機采用兩種天線一種天線是定向性天線，例如由Hubber+Subber公司生產的有18dB增益定向性天線，該天線在E平面和H平面的方向圖如圖2a及圖2b所示；另一種天線是全向性天線，例如由飛利浦研發中心生產的全向性天線，該天線在E平面和H平面中的結構與方向圖如圖3a及圖3b所示。對全向性天線來講沒有準確測量的天線方向圖，方向圖由矩量法(MOM方法)計算得到的。待測材料包括內含金屬絲的強化玻璃、石膏板和木門。內含金屬絲的強化玻璃如圖4所示，在玻璃中央有鋼絲網，網格的邊長是13mm，鋼絲直徑1mm，內含金屬絲的強化玻璃厚5mm。石膏板的厚度是10公分。它是墻壁的主要構成部分。它分布在房間的下面地區(1)實驗室從地板到1公尺高的周圍區域；(2)窗口的間隔部分；(3)在窗口上面和天花板下面的區域。在實驗室旁邊的鄰居房間中，石膏板也有相似分布的結構。在測試實驗室中有四扇木制的門，它們中的二個總是關閉的，而其他的總是開著的，門的厚度是5公分，每個門由左右兩扇組成。要得到傳輸系數待測材料的傳輸系數，首先要得到待測材料傳輸系數的參考基準。為了得到傳輸系數的參考基準，保持接收機和發射機之間有4公尺的距離，接收機和發射機之之間設有一2.5m×2m的木門，門在測量期間是開著的(LOS)，此時電波穿透空氣而非木制門，發射機天線和接收機天線有相同的高度而且視線剛好經過門的中心，測量結果作為待測材料的參考基準。在得到參考基準之后，執行下列各項測量，測量示意圖如圖5所示；(1)保持發射機天線和接收機天線的位置無變化，關上門再次測量(NLOS)，此時電波穿透木制門。(2)移動發射機天線和接收機天線的位置使兩者之間有石膏板，保持發射機天線和接收機天線的距離不變，再次進行測量。(3)移動發射機天線和接收機天線的位置使兩者之間有強化玻璃，保持發射機天線和接收機天線的距離不變，再次進行測量。以上三種測量的結果和參考基準相除就可以分別得到木制門、石膏板、強化玻璃的傳輸系數。步驟200利用測試系統測量待測材料的反射系數，測量示意圖如圖6所示；首先要得到待測材料傳輸系數的參考基準，待測材料傳輸系數的參考基準由來自金屬板的反射得到。將收發天線搬到墻壁相同的一邊，發射機和接收機天線之間保持0.4公尺的距離，中間有一個0.6m×1m的金屬板以避免無線電波直接來自發射機，另一個0.6m×1m的金屬片貼在強化玻璃的表面。發射機天線和接收機天線都對準強化玻璃上的金屬片的中心，此時將獲得的復頻率響應記錄作為參考基準。在得到參考基準之后，下列各項測量被執行。(1)使天線的位置及其間的金屬板固定不變，移去強化玻璃表面的金屬片，測量來自強化玻璃的反射；(2)移動天線和它們中間的金屬片到石膏板的前面，保持它們之間的距離不變，再次測量；(3)移動天線和它們中間的金屬片到在關著的門的前面，保持它們之間的距離不變，再次測量；反射系數由反射測量結果與來自金屬片反射的參考基準計算得到。步驟300將測量結果通過ID本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種建筑材料介電常數的測量方法，包括以下步驟：步驟Ａ：利用測試系統測量待測建筑材料的傳輸系數；步驟Ｂ：利用測試系統測量待測材料的反射系數；步驟Ｃ：將測量結果通過離散傅立葉逆變換變換到時域，利用時間柵技術除去來自環境的 影響，將測量結果利用快速傅立葉變換轉換到頻域；步驟Ｄ：利用獲得的傳輸系數和反射系數計算出介電常數。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李超峰，
申請(專利權)人：李超峰，
類型：發明
國別省市：94[中國|深圳]