ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ВЕЩЕСТВ МЕТОДОМ ЧАСТИЧНО ЗАПОЛНЕННОГО РЕЗОНАТОРА

April 21, 2012 by admin Комментировать »

Бухаров С. В. Днепропетровский национальный университет Корп. 12, ул. Научная 13, г. Днепропетровск – 49050, Украина e-mail: b us@ap 1. net-rff. dsu. dp. и a

Рис. 1. Зависимость резонансной частоты от диэлектрической проницаемости для разных уровней заполнения.

Fig. 1. Relation of resonance frequency vs. dielectric permittivity for different filling levels

Для напряжённости магнитного поля

где-продольное волновое число,

– поперечное волновое число для

колебания– поперечное волновое

число для колебания Ноп ,

d- высота заполненной части резонатора,

L – высота резонатора.

– волновое сопротивление.

Из системы уравнений (1),(2) можно получить следующее уравнение:

Комплексная часть резонансной частоты со = co’+ico" связана с добротностью следующим соотношением:^

Для определения диэлектрической проницаемости измеряются резонансные частоты и добротности пустого f0,On и частично заполненного резонатора f\,Ox. Найденная парциальная добротность, обусловленная потерями в диэлектрике q _ QoQi ,

~ 0,-0,

используется для определения комплексной части резонансной частоты. Численно решая уравнение (3) при известной высоте заполнения и комплексной частоте, находится искомая комплексная диэлектрическая проницаемость.

Зависимость резонансной частоты основного типа колебаний резонатора длиной L=8cm от диэлектрической проницаемости для разных случаев заполнения показана на рис.1 а, б.

Графики на рис. 1 построены для случая отсутствия потерь в диэлектрике. При наличии потерь частота становится комплексной, что ображено в таблице 1 ( значения частот указаны в МГц )

Таблица 1.

s’

s"

30

40

50

60

70

80

3

2998

130

2639

90

2381

67

2185

52

2030

42

1904

34

4

2992

172

2635

120

2379

89

2183

69

2029

56

1903

46

5

2985

215

2631

150

2376

111

2182

86

2028

70

1902

57

6

2372

133

2180

103

1901

68

7

2024

96

8

1898

91.4

II.   Заключение

Резонаторный метод измерения диэлектрической проницаемости довольно чувствителен к величине потерь в диэлектрике. Использование частичного заполнения резонатора позволяет расширить перечень исследуемых материалов, проницаемость которых может быть определена резонаторным методом.

Следует отметить, что при tgS > 0.1 резонансная кривая становится широкой, что приводит к снижению точности определения резонансной частоты. Приведены зависимости резонансной частоты от диэлектрической проницаемости при разных уровнях заполнения. Показано снижение действительной части резонансной частоты с ростом потерь в диэлектрике.

III.  Список литературы

[1]   Каценеленбаум Б. 3. Высокочастотная электродинамика.

М.: Наука, 1966.

PERMITTIVITY MEASUREMENT BY PARTLY FILLED RESONATOR METHOD

Bukharov S. V Dnepropetrovsk National University

Naukova St. 13, Dnepropetrovsk, 49050, Ukraine E-mail: bus@apl.net-rff.dsu.dp.ua

Abstract – Method of complex permittivity measurement by partly filled resonator is considered. The simplest model-like transcendental equation is used. Curves of Hln wave resonant frequency in dependence on sample permittivity and infill level are obtained.

I.  Introduction

Partly filled resonator method allows measuring permittivity with higher loss factor and increases the number of substances under the test. Permittivity measurement in frequency band can be realized by means of the infill level variation.

II.  Main part

Transcendent equation is obtained from the boundary condition on the substance surface. Loss factor makes the resonance frequency complex. Imaginary part depends on the quality factor. Direct and inverse problems are based on the equation (3) numerical solution.

III.  Conclusion

Resonance cavity method has high sensitivity for loss factor. However, high losses make the resonance curve wide, that decreases the resonance frequency determination accuracy.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты