Измеритель диэлектрической проницаемости диэлектрических покрытий на металлической поверхности
ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, содержащий СВЧ-генератор, излучающую антенну, электрическая ось которой параллельна исследуемому диэлектрическому покрытию, а также установленные над исследуемым диэлектрическим покрытием приемную антенну, металлическое зеркало и измеритель фазовой скорости .поверхностной волны , -отличающийся тем, что, с целью повьвпёния точности измерений и обеспечения возможности измерения диэлектрической проницаемости диэлектрических покрытий, толщина которых соизмерима или меньше длины рабочей волны, излучающая антенна установленасо стороны металлической поверхности. сд со ел ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
3(5П G 01 R 27/26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3416855/18-09 (22) 05. 04. 82 (46) 07. 12. 83. Бюл. Р 45 (72) А. И. Сташкевич, P. В. Косогоров и С. A. Тарасюк (53) 621.317.738(088.8) (56) 1. Ashkenazy Jossef, Levine E y
Treves David. а зИпр6е microwave
interfегоmeter for measuring еййесtive thickness of d1e8ectric slabs.
"ХЕЕЕ Transact.Instrum. and Иеав".
1981, 30, п 4, 243-247.
2. Кузнецов Ю.В. Измерительные устройства для определения диэлектрической проницаемости изоляционных слоев на металлических поверхностях. Изд. высш.учеб. заведений.. Приборостроение, 1963, 9 6, с,l0-14, (прототип).
„Л0„„1059515 А (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОНИЦАЕМОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫ-
ТИЙ HA ИЕТАЛЛИЧЕСКОИ ПОВЕРХНОСТИ, содержащий СВЧ-генератор, излучающую антенну, электрическая ось которой параллельна исследуемому диэлектрическому покрытию, а также установленные над исследуеьнм диэлектрическим покрытием приемную антенну, металлическое зеркало и измеритель фазовой скорости .поверхностной волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения возможности измерения диэлектрической проницаемос. ти диэлектрических покрытий, толщина которых соизмерима или меньше Я длины рабочей волны, излучающая антенна установлена со стороны металлической поверхности.
1059515
Ф
Таким образом, в данной схеме поля пространственных и поверхностных .волн оказываются пространственно разделенными. Это обстоятельство позволяет повысить точность измерений. Повышение точности измерений объясняется тем, что после пространственной волны в данном случае не размывает максимумы и минимумы в стоящей поверхностной волне. Поэтому появляется воэможность с существенно более высокой точностью определить их положение в.процессе изме- . рения длины поверхностной волны, а также появляется принципиальная возг1 можность производить измерение Е достаточно тонких слоев диэлектрических покрытий, когда амплитуда поверхностной волны меньше, чем амплитуда пространственной волны. Это объясняется тем, что поле пространственной волны отсутствует в точке расположения приемной антенны 5 и не размывает картину распределения поля поверхностных волн.
ВНИИПИ Заказ 9824/50 Тираж 710 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.ужгород,ул.Проектная,4
Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоваться для измерения диэлектрических постоянных веществ.
Известен интерферометр СВЧ для измерения эффективной толщины диэлектрических пластин, в котором использован принцип действия отражающего интерферометра Майкельсона, при этом испытуемая диэлектрическая пластина, покрытая с одной стороны 10 металлом, помещается вблизи рупорной антенны (1) .
Однако такое устройство имеет низкую пространственную разрешающую способность 15
Наиболее близким .к предлагаемому является устройство для измерения диэлектрической проницаемости диэлектрических покрытий, содержащее СВЧ-генератор, излучающую антенну для возбуждения поверхностных волн в системе металл-диэлектрик, приемную антенну с измерительным устройством и металлическое зеркало, также расположенные со стороны диэлектрического покрытия (2 .
Однако известное устройство не позволяет добиться высокой точности измерений и не может быть применено для измерения диэлектрических покрытий, толщина которых соизмерима (или меньше) с длиной волны, так как в приемную антенную попадает не только энергия поверхностной волны, возбужденной в системе, но и часть пространственной волны, что раз- 35 мывает картину максимумов и миниму.мов поля, снижая точность всей установки.
Цель изобретения — повышение точности измерений и обеспечение воэ- 40 можностей измерения диэлектрической проницаемости диэлектрических покрытий, толщина которых соизмерима. или меньше длины рабочей волны.
Поставленная цель достигается тем,45 что в устройстве, содержащем СВЧгенератор, излучающую антенну, электрическая ось которой. параллельна исследуемому диэлектрическому покрытию, а также установленные над исследуемым диэлектрическим покрытием приемную антенну, металлическое зеркало и измеритель фазовой скорости поверхностной волны, излучающая антенна установлена со стороны металлической поверхности.
На чертеже приведена конструкция устройства.
Устройство содержит СВЧ-генератор 1, излучающую. антенну 2, рас. положенную со стороны металличес- 60 кой поверхности 3, на которую нанесено исследуемое диэлектрическое покрытие 4, приемную антенну 5, измеритель 6 фазовой скорости поверхностной волны, подвижное зеркало 7 с нониусной шкалой 8..
Устройство работает следующим образом.
СВЧ-генератор 1 создает в излучающей антенне 2 электромагнитные колебания, которые возбуждают край металлической поверхности 3. Этот край в свою очередь создает в злектродинамической системе исследуемое диэлектрическое покрытие 4 — металлическая поверхность 3 поверхностные волны. После поверхностных волн наводит ЭДС в приемной антенне 5. Сигнал, принимаемый приемной антенной 5, подается на измеритель 6.
Изменяя положение подвижного зеркала 7 и измеряя с помощью измерителя 6 и нониусной шкалы 8 длину поверхностной волны 3„, определяют относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрического покрытия 4 на формуле где ф — длина волны в воздухе; толщина диэлектрического покрытия 4;
Ж " корень дисперсионного уравнения следующего вида;
