Способ определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь диэлектрика

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Сущность данного способа поясняется устройством, содержащим открытый резонатор (Р), образованный зеркалами 1 и 2. Подвижное зеркало 2 соединено с индикатором 3 перемещения. Р с помощью эл-та связи 4 через развязывающий ответвитель 5 рупорами 6 и 7 связан с перестраиваемым по частоте г-ром 8 микроволнового излучения и детектором 9, который подключен к индикатору 10 резонанса. В центр поля Р помещается образец 11 диэлектрика так, чтобы его плоскопараллельные поверхности были перпендикулярны оси Р. Перестраивая по частоте г-р 8 и одновременно изменяя длину Р, находят частоту возбуждения Р, при которой в образце 11 укладывается целое число полуволн. Затем измеряют длину волны в Р. С помощью детектора 9 и индикатора 10 регистрируют ширину резонансной кривой Р, а индикатором 3 измеряют разницу между длинами Р, соответствующими уровням половинной мощности на резонансной кривой Р. Эти же параметры измеряются и при отсутствии образца 11, после чего по заданным уравнениям определяют параметры диэлектрика. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) . 437 2723j 24-09 (22) 01.02,88 (46) 30.01.90. Бюл, К- 4 (71) Институт прикладной физики. AH

СССР (72) Ю.А.Дрягин и В,В.Паршин (53) 621,31 7.335.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 720375, кл. С Ol R 27/26, 1978.

Афсар M.Í., Баттон К.Дж. Измерение диэлектрических характеристик мате-. риалов в диапазоне миллиметровых волн. — ТИИЭР, т. 73, N 1, 1985, с, 148-14 9. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ IIPOHH EMOCTH И ТАНГЕНСА УГЛА ПО

ТЕРЬ ДИЭЛЕКТРИКА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений, Сущность . данного способа поясняется устр-вом, содержащим открытый резонатор (P), образованный зеркалами 1 и

2. Подвижное зеркало 2 соединено с

„„SU„„1539681 А 1

2 индикатором 3 перемещения. P с помощью эл-та связи 4 через развяэывающий ответвитель 5 рупорами 6 и 7 свя" зан с перестраиваемым по частоте гром 8 микроволнового излучения и детектором 9, который подключен к индикатору 10 резонанса. В центр поля

P помещается образец 11 диэлектрика так, чтобы его плоскопараллельные поверхности были перпендикулярны оси P.

Перестраивая по частоте r-p 8 и одновременно изменяя длину Р, находят частоту возбуждения P при которой в образце 11 укладь|вается целое число полуволн. Затем измеряют длину волны в P. С помощью детектора 9 и видика " д

Я тора 10 регистрируют ширину резонансной кривой P а индикатором 3 измеряют разницу между длинами Р, соответствующими уровням половинной мощности С на резонансной кривой P. Эти же параметры измеряются и при отсутствии об- 2 разца 11, после чего по заданным уравнениям определяют параметры диi элек трик а, 1 ил . 539681

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к резонанс ным способам определения параметров диэлектрика, и может быть использова- 5 но для измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь диэлектриков в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.

Цель изобретения — повышение точности измерений, На чертеже представлено устройство, с помощью которого можно реализовать способ определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла по- f5 терь диэлектрика.

Устройство содержит открытый резонатор Фабри-Перо, образованный зеркалами 1, 2, одно из которых (зеркало

2) выполнено подвижным и соединено с 2р индикатором 3 перемещения. Резонатор посредством размещенного в нем элемента 4 связи через развязывающий ответвитель 5 рупорами 6, 7 связан с перестраиваемым по частоте генерато- 25 ром 8 микроволнового излучения и детектором 9 соответственно. Выход детектора 9 подключен к сигнальному

,входу индикатора 10 резонанса;

Способ реализуют следующим обра- 3р зом.

Образец 11 помещают в центр акус тики поля открытого резонатора так, что его плоскопараллельные поверхности перпендикулярны оси резонатора.

Перестраивая по частоте в миллиметровом диапазоне длин волн генератор 8 и одновременно изменяя длину резонатора, находят такую частоту возбуждения резонатора,. при которой 40 перемещение образца 11 вдоль оси резонатора не приводит к регистрируемому индикатором 10 смещению резонансной кривой резонатора, Наблюдение резонансной кривой проводится в режиме 45 с низкочастотным сканированием частоты генератора 8. Отсутствие смещения резонансной частоты при перемещении образца 11 (при фиксированной длине резонатора) является свидетельством 5р того, что:возбуждение резонатора осуществляют на частоте, при которой в образце 11 укладывается целое число полуволн. Затем любым известным способом измеряют длину волны в резонаторе. Измеренное значение )I =1,448 мм.

С помощью детектора 9 и индикатора 10 регистрируют ширину резонансной кривой резонатора, при этом для того, чтобы измерить число К полуволн, укладывающихся в образце 11 измерение ширины резонансной кривой резонатора проводят для двух случаев: когда образец 11 установлен своими плоскопараллельными поверхностями в минимумах поля стоячей волны в резонаторе и когда он установлен в максимумах этого поля. Установив образец

11 в минимумах поля, что соответствует максимуму амплитуды сигнала на индикаторе 10 и минимуму ширины резонансной кривой, индикатором 3 измеряют разницу д1 между длинами резо1 натора, соответствукчцими уровням полов инной мощно с ти на ре зонансной к ривой резонатора . Измеренные значения

dl и й1 < равны 16 .10 и 40 ° 10 мм соответственно. Не изменяя час готы генератора 8, вынимают образец 11 из резонатора и зеркало 2 перемещают до возникновения резонанса при. оптической длине пути в резонаторе, равной оптической длине пути в резонаторе с образцом. С помощью индикатора 3 измеряют разницу dL длин резонатора с образцом и без него и. разницу й1 между длинами резонатора, соответствующими уровням половинной мощности на резонансной кривой резонатора без образца. По измеренным значениям aL — 3,888 мм, dl, = 9-10 мм из уравненийй определяют параметры диэлектрика.

Формула изобретения

Способ определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь диэлектрика, заключающийся в том, что возбуждают открытый резонатор с образцом диэлектрика, имеющим плоскопа-. раллельные поверхности, установленным перпендикулярно оси открытого резонатора, и без образца диэлектрика и по ! изменению характеристик открытого резонатора при внесении в него образца диэлектрика определяют диэлектрическую проницаемость и тангенс угла потерь образца диэлектрика, о т л и—

1539681

2Д Ji -

Š(1 — — — -)

КЛ

81 — Д1о

tgl = где ДЬ— разница длин открытого резонатора .с образцом диэлектрика и без него при одинаковой оптической дпине вути в открытом резонаторе число полуволн, укладывающихс я в о б ра з це д иэлек т рик а

Составитель P.Кузнецова

Редактор М. Питкина Техред М. Ходанич Корректор H.Øàðîøè

Подписное

Заказ 215

Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, открытый резонатор с образцом диэлектрика .возбуждают на частоте,,прЭ которой в образце диэлектрика между его плоско-

5 параллельными поверхностями укладыва-. ется целое число полуволн, в качестве изменяемой характеристики открытого резонатора применяют изменение его длины, а диэлектрическую проницаемость и тангенс угла потерь образца,, диэлектрика определяют из соотношений между его плоскопараллельными поверхностями; длина волны в открытом резонаторе; разница между длинами открытого резонатора, соответствующими уровнями половинной мощности и резонансной кривой открытого резонатора с об раз цом диэлек т рика и бе з него соответственно, 1; в случае, когда образец диэлектрика установлен его плоскопараллельными поверхностями в минимумах поля стоячей волны в открытом резонаторе;

Е, в случае, когда образец диэлектрика установлен его плоскопараллельными поверхностями в максимумах поля стоячей волны в открытом резонаторе, толщина образца диэлектрика.