ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
где |Т| и |R| – модули комплексных коэффициентов, а ϕ и φ – соответственно их фазы.
Так как в практике измерений в большинстве случаев используется квадратичное детектирование,
при котором показания токового индикатора пропорциональны мощности детектируемого сигнала, то
удобно использовать не модули, а квадраты модулей коэффициентов прохождения и отражения, т. е. |Т|
2
и |R|
2
. Эти величины обычно называются просто коэффициентами прохождения и отражения и показы-
вают, какая часть мощности падающей волны проходит или отражается от диэлектрического объекта
(образца). Величины ϕ и φ показывают, как меняется фаза волны при ее прохождении или отражении от
объекта.
Комплексные коэффициенты Т и R являются функцией нескольких переменных, а именно:
(
)
ε
λ
δ
ε
=
dfT ,tg,
1
; (3.5)
(
)
ε
λ
δ
ε
=
dfR ,tg,
2
, (3.6)
где ε и tg δ – электрические параметры материала; d – геометрическая толщина образца в зоне измере-
ния; λ
ε
– длина волны в диэлектрике.
При известном отношении d / λ
ε
между комплексными величинами Т и R и параметрами материала
существует определенная аналитическая связь. Поэтому по известным значениям Т или R могут быть
вычислены ε и tg δ и наоборот. Если материал неоднороден, то измеренные значения Т или R позволяют
перейти к эффективным значениям электрических параметров ε
эфф
и tg δ
эфф
, предположив, что они
относятся к условно-однородному диэлектрическому материалу. Следует отметить, что значения эф-
фективных электрических параметров зависят не только от толщины пластины и длины волны, но и от
угла падения электромагнитной волны, а также от выбранного параметра (Т или R), по которому они
определяются.
Таким образом, в дальнейшем мы будем использовать ряд параметров: электрические – ε и tg δ, от-
носящиеся к однородному материалу; радиотехнические – Т, R, |T|, |R|, |Т|
2
, |R|
2
, ϕ, φ, относящиеся к из-
делию (диэлектрической пластине) из однородного либо неоднородного материала, и, наконец,
ε
эфф
и tg δ
эфф
, применяемые иногда для характеристики только неоднородных диэлектрических пластин
(например, для пластин, подвергающихся действию теплового удара).
Перейдем к рассмотрению известных способов измерения электрических и радиотехнических па-
раметров методом свободного пространства. Если на плоскопараллельную пластину под некоторым уг-
лом ϕ
пад
падает плоская, определенным образом поляризованная, электромагнитная волна, то амплитуда
и фаза отраженной и прошедшей волн несут информацию о комплексной диэлектрической проницаемо-
сти материала. Соответственно существуют две основные группы методов измерения ε и tg δ в свобод-
ном пространстве: первые основаны на наблюдении волн, отраженных диэлектрическим объектом, вто-
рые – прошедших диэлектрический объект.
Как известно, комплексный коэффициент отражения
r
&
границы раздела воздушной и диэлектриче-
ской среды определяется формулами Френеля. Эти формулы являются исходными в теории некоторых
методов, основанных на анализе отраженных волн. Как видно, искомая диэлектрическая проницаемость
ε связана функциональной зависимостью с ϕ
пад
,
||
r
&
и
⊥
r
&
, которые в принципе могут быть определены
экспериментально.
Сравнение результатов работ различных авторов показывает, что минимальная величина tg δ, кото-
рую удалось измерить, используя отраженные волны, составляет 0,001 … 0,002, что, видимо, говорит о
реально достижимой чувствительности применяемой аппаратуры.
Сравнение комплексных коэффициентов отражения различно поляризованных волн лежит в основе
«поляризационного» метода исследования диэлектриков в свободном пространстве. Суть этого метода
заключается в следующем. Если на поверхность раздела двух сред падает электромагнитная волна с
круговой или эллиптической поляризацией, то отраженная волна меняет поляризационную структуру.
Комплексный коэффициент поляризации отраженной волны р равен отношению коэффициентов Фре-
неля для параллельно и перпендикулярно поляризованной волны:
⊥
=
r
r
p
&
&
||
. (3.7)
Таким образом, экспериментальное нахождение р, например, по амплитудам вертикальной и гори-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- …
- следующая ›
- последняя »
