Способ определения диэлектрической проницаемости

При проведении измерений двух резонансных частот основного типа опрецеление проводится по двум однотипным уравнениям5Р, 1, к к, И -д ); Р ( к к , я, д ),+1)ед Юа И 1,Г КР,Е,д) Р (г т к) (4) О 1Р а720 которое не зависит от,цлины резонатора.Критическая частота пустого резонатора определяется его геометрическими. размерами, но очевидно, что при внесении диэлектрицеского образца критическая эффективная частоа резонатора изменяется, поэтому в резонаторе с образцом она должна уточняться, В данном техническо) ешении эта операция проводится с помощью измеренных частот двух соседних резонан,- сов основного типа, для которых выполняется условие рсзонанса в видегГ -Гкрэ иг г и+12 "крэгде с - скорость света (с=2,99 гХ 10 мм/с);п - число полуволн, соотве) ствуюцих частоте первогГ) резонан 40са Г, укладывающихся на эквивалентной длине резонатораа,(и+1)число полуволн соотвст.т-.а "45вующих частоте вто;)ого резэнатора Г, укладывйощихсяна эквивалентной цлине резонатора,Г г- эффективнаЯ кР 11 тическаЯ цастста дпя рЕЗО)па )пра С Обраэцом материала,из уравнения (5) находим эфе)- тивную критическую цастоГу резГ)мотора с образцом Использование равенства (6) приводит уравнение (4) к виду Ф (Г 1,Г ,и) =Р 2 И( и Е О)(7)о= Р,(Гп1)В таком виде выражение (7) явля - ется. транценцентным уравнением с одним неизвестным Я.Конкретное выполнение предлагаемого способа рассмотрим на примеое опрецеления диэлектрической проницаемости образца материала методом короткого замыкания в полом цилиндрическом резонаторе с волной НО 1,При условии, что 1, ди 1.)10 /2, ГДЕ ф - ДЛИНа ВОЛНЫ В РЕЗаО 11 атОРЕ, рассмотрим для тангенциальной компоненты электрического поля решение )кра внения. Максвелла в соответствии с фиг,2 в ви е, д1 КЕ -1 К ЕЕ= Е е +Ее1Ограничивая задацу рассмотрением1) эла нс а фа з на границе ци зле кт ри квозцух с координатой 2 = 1. - д исчитая,что среда 11 более плотная,т.е. фаза колебаний электрическоговектора претерпевает изменение на 11,а с)руктура поперечного поля во вссмрезонаторе существенно не изменяесиполуцимк -а) -кК-а)эатас,(к,К,а+,(8)где К.2/с 11 Г-Г - волновоелкрчисло с - скорость светаэ 7с = 2,9910 мм/с; агр(г) - фаза комплексного коэЬфициента отражения г от циэлектрического образца на металлической подложкеВ соответствии с уравнением (4),используя (8), для двух резонансовос ноаного типа ээпишама э1 г -гтг) агГтЬ как,Е,а)) (9) соя( Г -Г -Е д) (1+Е) -2(1-Е)4 гг нены соответственно с выходом и входом блока 6 управления,По алгоритму, реализующему предлагэемый способ, была составлена программа решения трансцендентного уравнения (9) с уточнением по Формулам(10) и (11). Чля экспсримента былвыбран материал из кварцевой керамики и для резонатора с образцомбыли получены следую)1 ие данные: Г8,961849 ГГц, 1 = 9,224780 ГГц,д = 9,14 мм, расчет по которым опре= 3,345.(1.0) гДе Г 1(Э ижени еской асвгде рмуле астоои 5 обозначение Функции вычисления ближайшего ц:лого числа,Ф о р м гл зобрет ени емого спондрический Ч которого рная реана нающее споор 1, СВчэстотомер раяления,тор 1, моет ектор 3,после(1 оваора 1 чес его) (1+( )-2(1-с) Е з 1 п 1т э соь( а и оценивается по прибл вестному значению критич ты для пустого резонатор89 Радиус резонатора, по ф Для реализации предлага собв изготовлен поль:11 цили резонатор с волной Но ви показан на Фиг,3, аппарату лизация способа ",релставле фиг,1, устройство, реализу соб, содержит СВИП-генерат резонатор 2, детектор 3, ч модулятор 5, блок б уп ЭВИ 7, причем СВИП-генера аулятор 5, резонатор 2,блок управления соединены тельно, выход СВИП-генера Рез частотомер 4 соединен входом, а входы и вь(ходы.отли ча ющис целью повышенияления диэлектричесзе счет снижения и40 ления длины резонаРазмещают образецряют резонансные,наторов, определяютическую частоту45 ным частотам опредкую проницаемость нил диэлектри (есв ключа ющи Йз ме - частот Резонатора, й с я тем, что, точности опреде кой проницаемости, огрешности,ог редетора, в резонаторе материала и изме- частоты двух резот эффективнуюи по резон еляют диэлектрицес1707570с/(1,63789,г ) - критическая частота;определяемая диэлектрическая проницаемость,резонансные частоты двухрезонансов, ГГц,толщина образца, мм,г - радиус резонатора, мм, с - скорость света2,9910" мм/с,9Ц - обозначение Функции вычисления ближайшего целогочисла.1707570 д вител И,Горн ектор АфОбручар ехрец еаактор отписное при ГЕНТ СССПроизводственно"издательский комбинат "Патент", г. Унгород, ул. Гагарина101 Здкаа 766 ВНИИПИ Государ ого кс "нтета35, Москва,1 О.Богданов