Устройство для измерения диэлектриков в полосе
О П И С А Н И Е 406!71
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
"Социапистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства,%—
Заявлено 11.Х1 1971 (№ 1713660/26-9) с присоединением заявки %в
Приоритет—
Опубликовано 05.Х!.1973. Бюллетень № 45
Дата опубликования описания ЗО.Y(I.1974, М.Кл. б Olr 27/26
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открмтий
X Д К 62! .317.335.3 (088.8) Автор изобретения
В. И. Захаров
Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии.Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ДИЭЛЕКТРИКОВ В ПОЛОСЕ ЧАСТОТ
Изобретение относится т< радиоизмеритель ной технике СВЧ.
Устройство может быть использовано при измерении параметров диэлектриков, в частности, для сравнения диэлектрических проницаемостей двух образцов диэлектрп ов в широкой полосе частот.
В настоящее время диэлектрические проницаемости образцов диэлектриков сравнивают только на фиксированных частотах после раздельного измерения диэлектрической проницаемости каждого образца. При уменьшении разницы диэлектрических проннцаемостей образцов требуется более высокая точность измерений, не достигаемая известными устройствами. не позволяющими разделить отражения от исследуемой нерегулярности и от других, находя.цихся в линии передачи.
Извсстно устройство для измерения параметрог, диэлектриков в полосе частот, содержащее Чм-рефлектометр, работающее следующим образом.
В исследуемую систему с распределенными исто шиками отражения излучают спгнал постоянной амплитуды с модуляцией частоты по линейному (пилообразному) закону; отраженный от нерегулярностей сигнал смешивается с излученпым, и сигнал разностной частоты (биений) подается в индикаторный канал.
-Вследствие линейности ЧМ частота биений строго пропорциональна расстоянию от зонда сместителя до исследуемой нерегулярности, т. е. спектр биений повторяет распределение источнико» отражения вдоль исследуемой системы. Это позволяет с помощью НЧ перестраиваемого полосового фильтра выделить любой конкретный источник отражения и по амплитуде биений определить значение этого отражения.
10 С целью измерения разница диэлектрических проницаемостей двух образцов диэлектриков, в предлагаемом устройстве к выходу ЧМрефлектометра подклочают отрезок линии передачи с.эталонным образцом диэлектрика, а измеряемый образец помещают 3а опорным образцом диэлектрика вплотную к нему; ЧМрефлсктометр настраивают на измерение коэффициента отражения нергулярности, образованной границей раздела опорного и измсряе20 мого образцов диэлектриков.
На чертеже представлена блок-схема устропства.
СВЧ сигнал, распространяющийся в отрезке линии передачи, отражается от передней грани эталонного образца, от общей грани эталонного и измеряемого образцов, от задней грани измеряемого образца, Сигнал, отраженный от общей грани образцов, возвращаясь на выход
ЧМ рефлектора, частично отражается прп про30 хождении передней грани эталонного образца.
406171 зт Г 1 12+
Е„2E„ откуда
Предмет пзобр етения
---1 1- Vy" + 1;- V1-+- к -ч
-зт (г,1..„=(1
40 с4ызец Ь лектрика йраьщ 1илекп рика
Составитель Т. Церова
Редактор Б. Федотов Тсхред 3. Тараиенко Корректор М. ЛейзерманЗаказ 1224 Изд. 248 Тирани 743 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Мытищинская типография
Следовательно, ЧМ рефлектометр, настроенный на измерение коэффициента отражения от общей грани образцов диэлектриков, вследствие двухкратного отражения от передней грани эталонного образца (при распростране- 5 нии сигнала от ЧМ рефлектометра и обратно), измеряет не действительное значение коэффициента отражения от общей грани образцов, а иное, меньшее:
Гзизм=Г2 (1 — I >) 10 где Г> — коэффициент отражения от передней грани эталонного образца с диэлектрической пропицаемостью =- эт;
Г2 — коэффициент отражения от общей грани эталонного и измеряемого 15 образцов диэлектриков.
Измеряемый образец диэлектрика имеет диэлектрическую проницаемость =- изм.
Коэффициент отражения от передней грани эталонного образца определяется по формуле 20
\/в
Г
Еэт +1
Коэффициент отражения от общей грани эталонного и измеряемого образцов
V с
Г
V; +V ..
Отсюда измеренное значение коэффициента отражения от общей грани опорного и измеряемого образцов диэлектриков можно записать:
4 ЧЕ„+Л Е - -Ч!;„ (1,"„-, 1)" VE„.- -Л Е +VV где, Е= Ы=в„, — ń—,разница диэлектрических проницаемостей эталонного и измеряемого образцов.
Если разница DE диэлектрической проницаемости опорного и измеряемого образцов: во много раз меньше E эт, то с учетом предыдущее выражение преобразуется в следающее приближенное:
ЬЕ Гз)изм E (VE 1)с
Поэтому для образцов с близкими значениями диэлектрической проницаемости разница этих значений может быть определена по приближенной формуле
ЬЕ=- (г 21„;„; Е,.(Ъ Е „+1), где (1 я в„, измеряется ЧМ рефлектометром в. полосе частот;
ń— диэлектрическая проницаемость эталонного образца, значение которой в полосе частот известно.
Следовательно, устройство дает возможность быстро определить разницу значений диэлектрической проницаемости эталонного и измеряемого образцов в широкой полосе частот, причем точность измерения повышается с. уменьшением этой разницы.
Устройство для измерения параметров диэлектриков в полосе частот, содержащее ЧМрефлектометр, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения разницы диэлектрических проницаемостей двух образцов диэлектриков, к выходу рефлектометра подключают отрезок линии передачи с эталонным образцом диэлектрика, а измеряемый образец помещают за эталонным так, что одна грань является общей для обоих образцов.
