Способ измерения относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 21.VI I.1965 (№ 1019559/26-9) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 14.1.1972

МПК G Olr 31/00

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете тлииистров

СССР

УДК 621.317,374 (088.8

Авторы изобретения

Л. М, Егорова и Д. Д. Литвинов

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДИЭЛЕКТРИКА

2 (- !)

" 2 +(2з — 1) ctg 2лс1.т / 1 з

Известны способы измерения диэлектрической проницаемости материалов, базирующиеся на анализе отраженных или прошедших через образец электромагнитных колебаний, поляризованных,в одной:из двух взаимно ортогональных плоскостях.

Однако известные способы обладают сравнительно сложным процессом, приготовления образца и измерения, а также недостаточне точны.

По предлагаемому способу с целью повышения точности и упрощения процесса измерения,измеряют отношение уровня сигнала, отраженного от диэлектрика, к уровню сигнала, падающего на.диэлектрик, измеренных в одном канале.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — кривые для определения в.

Сигнал, направляемый из генератора 1 на плоскость Х вЂ” Х исследуемого материала под углом 45, ча стично проходит в направлении II, а частично отражается в .направлении III к измерителю 2 отношения.

Сравнение мощности сигнала, отраженного от материала, P tt с,мощностью сигнала,,падающего на него, Р1;позволяет определить отосительную диэлектрическую проницаемость этого материала. Это можно сделать, используя формулу

5 где в — относительная диэлектр!ическая проницаемость исслвдуемого мате р иала;

d — толщина его;

Х вЂ” длина волны СВЧ колебаний, н

10 которой .производится измерение.

Мощность падающего сигнала Pt можн индицировать непосредственHo в плоскости где помещается диэлектрик, но при этом воз никают трудности, связанные с необходимо

15 стью учета дифракционных потерь,на участк диэлектрик — детектор при индикации мощно сти отраженного сигнала P0i Отсутствие та кого учета может привести к большим по грешностям в измерении, Если же для инди

20 кации P i исследуемый материал заменить плоскости Х вЂ” Х металлическим, полностью от ражающим зеркалом, то падающий сигнал также, как .и сигнал о|т диэлектрика, отразится в направлении III, т. е. пути этих сигналов

25 станут идентичными, и тогда влиянием дифракционных потерь при измерении отношения

Рп Р можно пренебречь.

Для определения в по указанной формуле нужно знать толщину образца и длину волны, 30 на которой производится измерение, и необхо317995 димо замер ить отношение мощностей, отраженных от измеряемого диэлектрика и металла. При:измерениях может быть внесена погрешность за счет влияния краев диэлектриков:или металла, поэтому размеры материалов должны быть взяты больше,размеро в пятна сигнала на плоскости, в которой расположен материал.

Удобно для непосредственного определения в предварительно построить графики зависимости в от d/Х для ряда значений Ри /Р

Несколько таких кривых изображено на фиг.2..

Из этих графиков видно, что точность метода возрастает при отношениях d/Х, соответствующих точкам кривой, близким к на ибольшим значениям Рш/ Р Кроме того, из графиков также видно, что однозначное определение относительной диэлектрической проницаемости материалов ограничивается значением дЪ =.0,14. При больших отношениях d/л в определени и в появляется неоднозначность, чтобы ее разрешить, необходимо произ вести дополнительно аналогичные измерения на другой волне,или взять материал иной толщины.

Измерения по предложенному способу можно осуществлять на установке, имеющей два волноводно-лучевых перехода, согласованных со свободным пространством и о беспечивающих плоскопараллельный, или слегка сходящийся, пучок. Один из этих, переходов соединяется с измерительным генератором 1, а второй — с детектором и измерителем 2 отношений. Расстояние от волноводно-лучевого перехода, соединенного,с генератором 1 до,испытываемого диэлектрика, выбирается порядка трех-четырех диаметров апертуры перехода, а общий путь луча между, возбудителями должен быть не более расстояния Релея.

Предлагаемый способ отличается простотой

lp и при правосильном выборе отношения d/Х ши-. рокодиапазонностью.

Измерения по данному способу, могут быть легко автоматизированы. Для этого нужно применять механический переключатель, обес15 печивающ ий замену в плоскости Х вЂ” Х диэлектрика металлом.

Предмет изобретения

Способ измерения относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика в в иде пленки или тонких пластин, основанный на явлении отражения электромагнитной энертии от диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, измеряют отношение уровня сигнала, отраженного от д иэлектрика, к уровню сигнала, падающего на диэлектрик, измеЗО ренных в одном ка нале.

317995 .2

ООЯ 009 ООб ООО О/ 012 019 0/б 0/Ю 02 022 024

Составитель А. Мерман

Редактор В. Фельдман Техред Л. Богданова Корректоры Л. Бадылама и Н. Коваленко

Изд. № 1390 Тира.ж 473 Подписное

И Комитета по делам изобретении и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати