掃頻測量分享：如何進行射頻陶瓷貼片電容的測試？

　　目前廣泛應(yīng)用于各種射頻電路中的貼片電容因其尺寸和電容量均較小，沒有比較合適的射頻段測試儀器。我們應(yīng)用微波網(wǎng)絡(luò)理論分析后，自行設(shè)計共面波導(dǎo)作為測試夾具，利用射頻矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在高頻至射頻波段（300M～3000MHz）對射頻陶瓷貼片電容（尺寸約2.00mm×1.26mm×0.67mm，電容量0.5～7.5pF）進行了掃頻測量。

　　貼片電容模型

　　射頻陶瓷貼片電容的外形示意圖如圖1所示。

　　

　　其等效模型如圖2所示。

　　

　　其中，C為電容，L為電極等效串聯(lián)電感，R為電極和介質(zhì)交流漏電阻的等效串聯(lián)值，這樣，一個射頻電容的阻抗Z為：

　　

　　測試夾具

　　本實驗使用特性阻抗Zc為50Ω的共面波導(dǎo)作為測試夾具，將待測電容橫跨接在共面波導(dǎo)的內(nèi)外金屬條帶之間，其橫截面圖如圖3所示。并接在共面波導(dǎo)上的被測電容構(gòu)成的雙端口網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。

　　

　　計算與結(jié)果

　　網(wǎng)絡(luò)分析儀測量并結(jié)合一定的校準方法（TRL）可算出電容的散射參數(shù)S21o由微波網(wǎng)絡(luò)理論可知：

　　

　　取Z的虛部（電抗）X，運用實驗數(shù)據(jù)處理中的最小二乘法并由（1）式知，X的擬合模型為？L-1/？C。通過一系列頻點？i的測試計算數(shù)據(jù)Xi（i=1，2，。，n），尋找最優(yōu)的參數(shù)L和C使得：

　　

　　現(xiàn)對5個標稱值已知的片式電容在300M～3000MHz的頻率范圍內(nèi)測量，所得數(shù)據(jù)與生產(chǎn)廠家給出的電容標稱值進行比較，如表1所示。

　　

　　由上表可見，片式電容的測量值均落在標稱值的容許誤差范圍內(nèi)。

　　其中5號電容的測量計算電抗值X與擬合模型？L-1/？C的曲線如圖5所示。

　　

　　從上圖可以直觀地看出，被測電容的電抗符合模型所描述的規(guī)律。

　　采用掃頻法測量阻抗值并用最小二乘法擬合計算，不僅可以得出電容值，還可以得出等效串聯(lián)電感和電阻（由于生產(chǎn)廠家沒有給出相應(yīng)的標稱值進行比較，這里不再列出）。應(yīng)注意掃頻帶寬不宜過大，否則會因電容器內(nèi)電介質(zhì)的色散而使電容值有一定的變化，通?？稍?G的頻寬內(nèi)測量。