射频/微波设计者有很多线路板材可以选择，这既有好处也有坏处。因为有太多选择可能使挑选的过程变得困难，所以很多设计者首先考虑相对介电常数（Dk），把它作为一个关键的筛选参数。就像在上一篇博文中指出的那样，测试方法对Dk的测试方法带来的影响甚至和材料本身的组成所带来的影响是相当的。Dk的测试既可以在不制作电路的情况下直接在层压板上完成，也可以通过在层压板上加工形成测试电路来测试它们的电反应。本文将要介绍一下第一组中的被广泛运用的四种Dk测试方法；紧接着，下一篇博文将会介绍第二个小组中的四种流行的Dk测试方法。

 一般来说，测试材料的介电性能，例如印制线路板基材，都是基于传输-反射，或是谐振的方法。一些对于“裸”基材介电常数测试方法，是测量在特定谐振频率的能量等级。根据IPC标准IPC-TM-650.2.5.5.5（版本C）设计的夹具式带状线谐振测试，以及SPDR就是两个基于谐振的方法。这两种测试方法以及波导微扰测试方法适用于不带铜箔的PCB原材料的Dk测试。测量基材Dk值的其他的方法，比如全板共振测试（FSR），需要基材覆铜。

 就像它的名字所表明的那样，夹具式带状线共振测试会用到夹具以及带状线谐振器。这个方法可以测试在X频段（8.0到12.4GHz）上的介电常数以及介质损耗。这份标准总结了一份在进行手动或者自动测试的时候会用到的完整的仪器和部件列表。

 这种测试方法成功应用的关键之一在于带状线谐振片的加工。理想状态下，它应该是在有着和待测试的样品非常接近的Dk值的层压板上加工形成的。IPC标准提供了清晰的测试制具的结构细节，夹具是用来夹紧板材样品和带状线共振片的。这个标准包含了一个样品厚度的表格；根据将要被测试的样品预期的Dk值的不同，样品的厚度也会有所变化。在测试的时候，样品上的所有铜箔都要被蚀刻掉（通过标准的蚀刻流程）。IPC标准定义测试样品为两片大小至少为51 x 69 mm的绝缘材料，它们将被夹在谐振片的两边。最外面的金属板是用来做参考地以及把样片和谐振片夹紧到一起的。

 这个测试方法的准确性和测试条件联系紧密。比如说，有一些材料，就像添加了陶瓷填料的PTFE材料，为了能够更好地准备共振卡一般需要额外的处理步骤。夹具的力量应该均匀地分布在共振区域，否则偏移将会影响到Dk值的测试结果。另外，留在板之间的空气（Dk=1）将会大大地降低Dk测试的准确性，因此在使用这种Dk测试方法的时候应该要非常的小心谨慎。

 SPDR的测试方法采用由两个半波导结构形成的圆形或者圆柱形腔体。待测试的样品材料被放在两个相连的圆柱形腔体之间的空隙内。在每个腔体内的耦合环会在两个腔体之间的空隙中激发谐振，样品材料对这个会有所影响。在这个圆形/圆柱形腔体夹具上测得共振频率和质量因素（Q）之后，样品的介电常数以及介质损耗就可以定下来了。相对来说，这种Dk的测试方法的要求会比夹具式的带状线共振测试更加简单得多，因为SPDR只要求测试样片是平面的而且能够超出两个圆柱形腔体的截面积就可以了，除此之外没有其他机械加工方面的要求。

 类似地，波导微扰试验是基于同样的原理：根据材料的介电特性，在谐振（波导）腔体内的电磁场在加了材料之后会有所变化。利用麦克斯韦方程式，我们可以计算得到谐振腔体在放置测试样片前后的谐振频率，从而通过分析计算谐振频率的变化我们可以得到材料的介电常数和介质损耗（虽然这些计算是琐碎的）。这种测试方法可以用来测试样片材料的各向异性。这项测试可以用一个小的样片在由矩形波导腔体形成的夹具中进行，其中的谐振场模式是众所周知的。这项测试可以在不同的频率上进行，如果需要用几个波导夹具，那么样品的尺寸必须进行非常精确的控制（精确到0.001in）来确保结果的精确度。

 根据IPC标准IPC-TM-650.2.5.5.6设计的全板共振测试，目的是为了测量没有进行电路加工的带铜箔的层压板的Dk值。这种非破坏性的测试方法适用于两面铜箔，或者一面覆有厚金属，另一面覆有金属箔的矩形线路板基材。本质上，整板带铜箔的层压板被一个测试信号激发之后，就变成了一个绝缘层填充的波导。测量得到激励出的谐振频率以及知道了测试样片的尺寸之后，我们就可以确定层压板的Dk值。

 IPC标准包含了总共7幅图纸，仔细地描绘了FSR测试夹具结构的各个细节。这项测试简单且快，但是仅对样片Z-轴的Dk值比较敏感。这个测试方法没有考虑在绝缘波导（测试中的层压板）的开放边界的边缘电容所带来的影响，而且这种测试方法的辐射损失很高，所以它不能用来进行介质损耗的测试。

 通过这些测试方法的简要的描述，我们很容易认识到只有用经过精确机械加工过的测试夹具，准备良好的样品，以及定期校准的测量设备才能够得到具有可重复性的测试结果。这些非破坏性的测试方法都是线路板基材供应商常用来测试他们产品的Dk值以及其他一些参数的。在下一篇博文中，我们将介绍层压板用户为了设计需要用来测量板材实际的Dk值的一些破坏性的测试方法，通常是在待测试的板上加工形成会产生已知表现的电路以及结构，然后测试这个测试电路的传输以及反射的特点。