图2-31(a)给出了垂直入射时,利用太赫兹矢量网络测试系统测量的原理框图。最终搭建出的系统实物图如图2-31(b)所示。垂直入射时,测试系统的工作原理如下。首先,微波矢量网络分析仪产生的低频率信号经太赫兹矢量测量收发模块倍频后转换为高频信号。信号通过喇叭1天线的辐射,经分束器和椭圆反射镜后聚焦,样品位置恰好放在聚焦后的束腰上。因此,入射到样品的波近似为平面波,正好与软件仿真中入射波的设置相吻合。同时,由于测试样品的背面为金属,没有电磁波能够穿过样品进行传输,故不需要对样品的传输特性进行测量。待测样品反射回来的波经椭圆反射镜和分束器后由喇叭2天线接收,并在后续模块进行处理和分析。在系统中,分束器能够实现良好的收发隔离,而吸波材料主要用于吸收冗余的反射波。在实际测量的过程中,矢量网络分析仪需要进行校准,以便获得更精确的样品数据,可以利用测试样品背面的金属来辅助校准。需要特别说明的是,矢量网络分析仪解调后得到的S 21数据,实际上代表了待测样品的反射值S 11。
图2-31 垂直入射时的太赫兹矢量网络测试系统(www.xing528.com)
与垂直入射相比,斜入射时的太赫兹矢量网络测试系统的搭建方式略有不同,如图2-32(a)所示,它是由两个椭圆反射镜、一个可转动的样品夹和一条圆弧形滑轨组成的。喇叭1和椭圆反射镜1始终固定不动,喇叭2和椭圆反射镜2安装在一个子平台上,子平台可以沿滑轨转动。通过改变子平台的位置,使两个椭圆反射镜波束中心线之间的夹角等于2θ,同时,将样品夹顺时针旋转θ角,这样即可测出样品在电磁波以θ角斜入射时的反射或吸波特性。斜入射时太赫兹矢量网络测试系统的工作原理和垂直入射时基本相同,在此不再赘述。实际搭建的实物图如图2-32(b)所示。
图2-32 斜入射时的太赫兹矢量网络测试系统
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