研究目的
开发并验证一种用于测量不规则形状物体复介电常数的无损技术，克服传统谐振腔微扰方法中的形状依赖性问题，应用于考古学和材料识别领域。
研究成果
介电复制品测量（DRM）技术成功消除了谐振腔微扰测量中的形状依赖性，能够准确测定不规则形状物体的复介电常数。该技术具有无损特性，已通过几何形状和考古样本验证，显示出良好的重复性及区分不同材料的能力。该方法在考古学、海关和环境机构等领域具有应用前景，未来有望进一步优化并扩展至其他材料和频率范围。
研究不足
该技术目前仅针对低损耗介电材料完成验证；对高损耗材料的适用性尚需进一步研究。样品尺寸受限于腔体孔径（46毫米），且基线漂移可能影响小尺寸物体的测量精度。该方法假设材料具有均质性，可能不适用于复合材料。热漂移及实验不确定性（如频率与Q值测量）会引入误差，而精确复制品的制备需求也增加了操作复杂性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用谐振腔微扰法（RCP）结合新型介质复现测量技术（DRM）。通过谐振腔测量样品插入导致的频率和Q值变化，利用三个正交场方向（x、y、z）比较待测物与其已知介电常数材料复现体的微扰差异来消除形状影响，并建立包含二阶项的理论模型以提高精度。
2：样本选择与数据来源：
样本包括PTFE材料和3D打印丙烯酸树脂制成的几何体（如球体、圆柱体、圆锥体），以及不规则考古物件（陶片、燧石碎屑）。复现体通过3D扫描打印制作，介电常数校准数据引自文献。
3：实验设备与材料清单：
设备含铝制谐振腔（直径与高度560毫米）、矢量网络分析仪（安捷伦8712ET）、机械同轴开关、N型连接器、天线、聚丙烯管样品架、游标卡尺、电子天平及3D打印机（Stratasys Objet 24）。材料包括PTFE、丙烯酸聚合物、有机玻璃、石英、方解石、陶土及燧石。
4：实验流程与操作规范：
先进行空腔校准，随后插入样品并通过模式切换与样品架旋转，测量各正交场方向的频率与Q值变化。复现体重复相同测量?；谕频脊酱硎菁扑愀唇榈绯Ｊ⒍蕴寤钜煊敕窍咝孕в行拚?。
5：数据分析方法：
通过计算复频移应用DRM方程（论文公式8-11），采用多项式拟合（如Matlab实现）进行二阶修正。统计分析使用蒙特卡洛模拟评估不确定度。
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Vector Network Analyzer
8712ET
Agilent
Measures transmission coefficient (S21) to determine resonant frequency and Q-factor of cavity modes.
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3D Printer
Objet 24
Stratasys
Used to create replicas of objects for dielectric measurement.
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Resonant Cavity
Houses samples for perturbation measurements; made of aluminum with specific modes (TM010 and TE111).
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Mechanical Coaxial Switches
Select appropriate antenna pairs for different cavity modes.
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N-type Connectors
Connect antennas to the cavity for RF coupling.
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Sample Holder
Holds samples at the center of the cavity and allows rotation for different field orientations.
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Vernier Calipers
Measure dimensions of samples and replicas.
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Electronic Balance
Measure mass of samples with high precision.
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