Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 69 стр.

                                ⎛      L ⎞⎛ 1      1       ⎞
                         tgδ = ⎜⎜1 +        ⎟⎟⎜⎜ −         ⎟⎟ .    (3.23)
                                ⎝    Pl 0 D ⎠⎝ Q Qm         ⎠


     Добротность резонатора может быть определена методами, которые указаны
в литературе [198, 199].
     При колебаниях в цилиндрическом резонаторе волн типа Н01n или Е010 кювета с
жидкостью устанавливается на оси резонатора. Кювета должна иметь
цилиндрическую форму, тонкие стенки и малый диаметр. Расчетные формулы,
метод измерения и анализ ошибок даны в работах [201—203].
     В прямоугольном резонаторе тонкостенная капсула с жидкостью
помещается через отверстие в широкой стенке резонатора в пучности
электрического поля [204]. Тогда при измеренной резонансной частоте fr , для
добротности резонатора имеем:


                                              2 fr S
                          Δf r = ( ε ' −1 )          l ,          (3.24)
                                                V

                         1        S    1
                            = 4ε " l +    , d/a≤0,1 , (3.25)
                         Q1       V    Q0


где S, l — поперечное сечение жидкости в капсуле и длина столба жидкости, Q1 и Q0 —
добротности резонатора с образцом и без него, V — внутренний диаметр капсулы, а
— размеры широкой стенки волновода.
      По наклону зависимости Δfr от l и 1/Q1 от l определяются ε' и ε". В этом случае
отпадает необходимость определения Q0. Погрешность этого метода порядка 1%
для ε' и 3% для ε".
      Достоинством резонаторных методов являются простота измерений, малые
габариты установки, приемлемые погрешности ε' порядка 1,5%, а ε" 3—5%, малое
количество жидкости, необходимое для измерения [205—210].
      К недостаткам этих методов можно отнести механическую трудность
изготовления резонаторов с большой добротностью, необходимость обеспечения
большой стабильности генератора колебаний и невозможность измерения ε' и tgδ
жидкостей с большими потерями.

                                 3.2. Коаксиальные методы

      Микроволновую область часто делят на отдельные области: дециметровые волны
(0,3—3 ГГц), сантиметровые волны (3—30 ГГц) и миллиметровые волны (30— 300
ГГц).
      Традиционные методы определения диэлектрической проницаемости проводятся
в частотной области. Во всех этих методах жидкость помещается в измерительную
ячейку, и диэлектрическая проницаемость измеряется в дискретных частотных точках.
Однако нет экспериментальной установки или метода, который мог бы перекрыть весь
диапазон микроволн.
      Мы рассмотрим микроволновые методы, в которых используются такие линии
передачи, как коаксиальные системы и волноводы.
      Коаксиальные системы могут использоваться в частотном диапазоне 50МГц—
18 ГГц.
      Наиболее привлекательными для применения в микроволновой области являются

                                                                                   69