Способ определения поверхностного сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 5 6 01 й 22/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ЗО ИЯ,ОМУ СВИДЕТЕЛЬС К АВ абель- водстКост пеба 1 ез аког те 1 аз ат вазипары в истурных РЭ АН тип). бретения является ности и точности изд 1К 1 -(71) Особое конструкторское бюроной промышленности и Научно-проивенное объединение "Эталон"(56) 1, Негпапбе А., Магаи Е., Маг 9Еатагго,.М йезопапс сачттеазигп 9 Йе зигтасе геззтапз отх-Ьапб 1 гециепссз,2. А.Я.Кириченко, Н,П.Черпак "Ктические диэлектрические резонатоследуемых высокотемперэсверхпроводников". Препринт ИУССР, г.Харьков, ч, 1988 (прото Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано в радиоэлектронной, электротехнической промышленности, в научных исследованиях, в частности, для измерения поверхностного сопротивления высокотемпературных сверхпроводников.Целью данного изоповышение чувствительмерений,Преимущества заявляемого способа заключаются в повышении точности и чувствительности измерений за счет расположения ДР на исследуемом образце и учете крутизны перестройки частоты ДР исследуемым образцом; в возможности измерения й тонколистовых проводящих материалов за счет непосредственного прижатия образца к торцевой поверхности ДР и в высокой производительности измерений, т.к. не тре(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА СВЧ(57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для измерения поверхностного сопротивления высокотемпературных сверхпроводников. Сущность изобретения: заключается в взаимодействии исследуемого материала с электромагнитным полем резонатора и измерении добротности последнего, резонатор выполняют открытым диэлектрическим (ОДР) и дополнительно измеряютсобственную добротность ОДР, удаленного от проводящей поверхности не менее, чем на половину рабочей длины волны, а расчет поверхностного сопротивления проводят по формуле. буется специальной технологии изготовле ния образца,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения поверхно- ъ стного сопротивления проводящих материа- Со лов на СВЧ. заключающемся в измерении ( ) собственной добротности диэлектрического у резонатора Оо, в размещении диэлектриче- у ского резонатора нэ поверхности исследуемого образца и измерении собственной добротности диэлектрического резонатора 0 Оо,т и резонансной частоты 1 д и определении поверхностного сопротивления Й, до- а полнительно определяют крутизну перестройки резонансной частоты ДР по рас- . стоянию между исследуемым образцом и диэлектрическим резонаторома поверхностное сопротивление Й исследуемого образца определяют по формуледньО о 767 где: О д = ( Оо д - Кг Оо УК 2 - коэффициент зависящей от параметров ДР; 10р - относительная магнитная проницаемость исследуемого образца.Резонатор изготавливается из диэлектриков с низкими диэлектрическими потерями, таких как монокристаллический кварц,лейкосапфир(тд д = 1010 б), При этом собственная добротность ДР ограничена только диэлектрическими потерями изначительно превышает добротность металлических объемных резонаторов (при 20300 к в 5-10 раз, а при охлаждении до криогенных температур 100-1000 раз).Образец для исследуемого проводящего материала прижимается к плоской торцевой поверхности ДР. Измерение Йз 25проводится по изменению собственной добротности ДР с прижатым образцом относительно собственной добротности ДР,удаленного от проводящей поверхности нарасстояние не менее половины рабочей 30длины волны.Сопоставительный анализ заявляемогорешения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известноготем, что расчет поверхностного сопротивления й проводят по измерению собственнойдобротности О О ДР, расположенного непосредственно на испытуемом образце сучетом крутизны перестройки резонанснойчастоты ДР исследуемым образцам. 40На фиг.1 приведена структурная электрическая схема установки для измеренияповерхностного сопротивления проводников, реализующая предлагаемый способ,Устройство содержит СВЧ-генератор 1, -45направленный ответвитель 2, вентиль 3, поляризационный аттенюатор 4, диэлектрический волновод 5, измерительную ячейку 6 сдиэлектрическим резонатором 7 и исследуемым проводящим образцом 8, СВЧ-детектар 9, индикатор 10, частотомер 11,На фиг,2 показана измерительная ячейка 6, в которой размещен резонатор 7, жестко закрепленный на металлическом подвижном штоке 12 с пружиной 13, обеспечивающей постоянное давление резонатора на исследуемый образец 8, который расположен на металлическом основании 14, Перемещение штока 12 осуществляется регулирующим винтом 15, а его фиксация - винтом 16.На фиг.З представлены экспериментальные результаты определения поверхностного сопротивления В проводящих материалов.В отсутствие исследуемого металлического образца 8 в ячейке 6 диэлектрический резонатор (ДР) 7 с азимутальными колебаниями возбуждается с помощью диэлектрического волновода 5 сигналом генератора СВЧ 1. Прошедший СВЧ сигнал детектируется СВЧ-детектором 9 и регистрируется индикатором 10, На частотах 1 П, совпадающих с резонансными частотами ДР, наблюдаются резонансы в прошедшем сигнале, По полуширине резонансной кривой и глубине резонансного "провала" определяются значения нагруженной добротности 0. коэффициента связи Р и собственной добротности Оо = Оп (1+ р) для последовательности резонансных частот 1 для колебаний НЕп,1,1,Формула изобретения Способ определения поверхностного сопротивления проводящих материалов на СВЧ, заключающийся в измерении собственной добротности диэлектрического резонатора Оо, в размещении диэлектрического резонатора на поверхности исследуемого образца и измерении добротности собственно диэлектрического резонатора Оо Орезонансной частоты 1 д и определении поверхностного сопротивления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, дополнительно определяют крутизну перестройки резонансной частоты диэлектрического резонатора по расстоянию между исследуемым образцом и диэлектрическим резонаторомаК 1 яиЙ=Оа поверхностное сопротивление исследуемого образца определяют по формуле ЖИ,Ио 1 д2ОУ О д = ( Оо О - К 2 Оо )-;где й 2 - коэффициент, зависящий от параметров диэлектрического резонатора;р - относительная магнитная проницаемость исследуемого образца.Составитель В.КостроТехред М.Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101