中电科思仪王梦慧团队在《计测技术》刊发论文，针对毫米波频段里液体、粉末这类不容易固定成型的材料，提出一套波纹传输线测试方案，解决了传统测试方式容易受容器反射、散射干扰、误差偏大的痛点，这套方案搭配聚四氟乙烯特制样品容器和矢量网络分析仪，依靠 GRL 时域门控校准抑制多径反射干扰，在 75～110GHz 毫米波区间完成石英粉末、二甲基合成硅油样品验证，最大测试误差控制在 5% 以内，给食品检测、生物医学、新材料研发领域的毫米波介电参数测量提供可行方案，该研究同时归属国家重点研发计划专项，填补了国内这个细分场景稳定测试手段的缺口，过去很多液体、粉体样品因为形态松散、流动性强，很难直接放进波导夹具做毫米波测试，这也是该研究最核心的突破方向。
这套毫米波介电常数测试方案核心组成
- 核心夹具：波纹传输线 + 聚四氟乙烯特制容器，适配液体灌装、粉末装填，低损耗材质减少本身对毫米波信号的干扰。
- 校准手段：GRL 时域门控 - 反射 - 传输线校准，把测试端面校准到夹具内壁，压制多次反射带来的杂波误差。
- 核心仪器：矢量网络分析仪，采集 S 散射参数，通过算法反演算出材料复介电常数。
- 验证样品：标准聚四氟乙烯、石英粉末、二甲基合成硅油。
- 有效频段：75GHz~110GHz 毫米波波段。
测试操作简要流程
- 第一步：使用 GRL 校准件完成系统校准，消除线缆、接头、夹具本身带来的系统误差。
- 第二步：将待测液体或者粉末装入聚四氟乙烯容器，保证样品装填均匀、无明显空隙。
- 第三步：把容器放入波纹传输线工装，矢量网分扫频采集 S 参数。
- 第四步：配套算法代入参数计算，输出该材料在毫米波下的介电常数与损耗特性。
- 第五步：和标准样品数据对比，评估测试稳定性。
新旧测试方案对比表
| 测试方案 | 适合样品 | 主要短板 | 本方案优势 |
|---|---|---|---|
| 传统波导填充法 | 硬质固体块材 | 液体容易渗漏、粉末空隙难控制，反射干扰大 | 专门适配液体、粉末，配套低损耗容器 |
| 自由空间法 | 平板固体 | 对样品平整度、尺寸要求高，粉体液体很难制样 | 不需要复杂制样，直接灌装即可测试 |
| 本波纹传输线 GRL 方案 | 液体、粉末 | 需要定制专用容器 | 75-110GHz 可用，误差≤5%，抗多次反射干扰 |
技术落地应用方向
- 食品行业：毫米波无损检测粮食粉末、油脂类液体的介电特性，用于含水率、品质快速检测。
- 生物医学：药液、生物粉体材料毫米波电磁参数表征，支撑毫米波诊疗设备开发。
- 新材料研发：粉体介质、液态介电材料配方研发，辅助毫米波器件选材。
- 计量检测：给计量机构提供粉体、液体毫米波介电常数的标定手段。
【常见问题】
问题 1：王梦慧在《计测技术》发表的毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究，采用什么核心校准方法？
回答 1：该毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究采用时域门控 - 反射 - 传输线也就是 GRL 校准方法，用来降低容器和样品之间多次反射、散射造成的测量误差。
问题 2：中电科思仪王梦慧这套毫米波频段液体及粉末的介电常数测试系统，测试误差和覆盖频段是多少？
回答 2：这套毫米波频段液体及粉末的介电常数测试系统覆盖 75～110GHz，经过石英粉末、二甲基硅油样品验证，测试结果相对平均值最大误差仅 5%。
问题 3：毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究，为什么要选用聚四氟乙烯做样品容器？
回答 3：在毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究中，聚四氟乙烯属于毫米波低损耗介质，本身对信号干扰小，同时可以做成密闭容器，hold 住流动液体、松散粉末样品，方便装填测试。
【参考资料】
[2026-10-12]（毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究）《计测技术》
[2026-10-12]（毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究）中国光学期刊网
[2026-08-28]（毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术研究）Researching
[2026-07-01]（材料电磁参数综合测试解决方案）中电科思仪官网
【免责声明】
本文内容仅为学术成果科普，毫米波频段液体及粉末的介电常数测试技术相关数据均来自《计测技术》公开论文，该技术仍属于实验室验证阶段，产业化落地还需要更多场景验证，不构成采购仪器、项目立项的直接依据。