ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
зонтальной составляющих поля и углу ориентации поляризационного эллипса также дает возможность
вычислить ε.
Другой вариант поляризационного метода определения ε состоит в измерении угла Брюстера и
отношения модулей коэффициентов отражения параллельно и перпендикулярно поляризованных
волн. Основная ошибка измерений по углу Брюстера и поляризационными методами обусловлена
тем, что теория этих методов учитывает отражение волн только от границы раздела двух сред и
предполагает отсутствие внутренних многократных отражений, вызываемых теневой поверхностью
образца.
Комплексные коэффициенты прохождения параллельно и перпендикулярно поляризованных волн
через границу раздела «свободное пространство – диэлектрик» согласно формулам Френеля записыва-
ются в виде
пад
2
пад
пад
||
sincos
cos2
ϕ−ε+ϕε
ϕε
=τ
&&
&
&
; (3.8)
пад
2
пад
пад
sincos
cos2
ϕ−ε+ϕ
ϕ
=τ
⊥
&
&
. (3.9)
Выражения (3.8), (3.9) позволяют вычислить комплексный коэффициент прохождения волны через
плоскопараллельную пластину определенной толщины, по значению которого затем можно найти и
ε
&
.
Иллюстрацией сказанного может служить методика определения
ε
&
, в которой используется тот факт,
что модуль коэффициента прохождения является осциллирующей функцией толщины плоской диэлек-
трической пластины. Задача определения ε сводится к экспериментальному нахождению такой толщи-
ны, при которой приемной антенной воспринимается максимум или минимум мощности, при этом най-
денная осциллирующая функция, представляемая графически, позволяет определить и tg δ. Необходи-
мость подбора толщины пластины исключает применение упомянутой частной методики для измерения
ε при нагреве. Естественно, что определение ε в общем случае может производиться и по одновременно
наблюдаемым прошедшей и отраженной волнам.
Комплексная диэлектрическая проницаемость материала в сантиметровом и миллиметровом
диапазонах волн может быть измерена в свободном пространстве с помощью интерферометров,
большинство из которых является аналогами хорошо известных оптических интерферометров Май-
кельсона и Фабри – Перо. Достаточно подробные сведения о принципе их действия приведены в
работах [1, 4, 6, 7]. На СВЧ применяются также и более простые двух- и однорупорные интерферо-
метры, основанные на взаимодействии двух волн. В последнем случае исследуемый диэлектриче-
ский объект устанавливается между передающей и приемной антеннами (рупорами) или между
приемопередающим рупором и зеркалом-отражателем интерферометра. Диэлектрическая прони-
цаемость материала рассчитывается обычно через величину перемещения одного из рупоров или
зеркала-отражателя интерферометра, в результате чего восстанавливаются показания индикатора,
существовавшие до установки исследуемого объекта. В схеме однорупорного интерферометра ис-
пользуется автодинный клистронный генератор, одновременно играющий роль фазового детектора
при воздействии на него электромагнитной волны, отраженной зеркалом-отражателем интерферо-
метра.
Реальные размеры отражателей СВЧ интерферометров, а также размеры исследуемых образцов
гораздо меньше, чем соответствующие размеры оптических интерферометров по отношению к дли-
не волны. Это приводит к возникновению дифракции, искажающей результаты измерений. Чтобы
исключить ее влияние, размеры отражателей и диэлектрических пластин должны быть по крайней
мере на порядок больше длины волны. То же самое требование справедливо и по отношению к об-
разцам, применяемым при измерениях поляризационными методами, по углу Брюстера и во всех
известных других случаях, когда исследуемый образец располагается в свободном пространстве.
Понятно, что рассмотренные методы наиболее приемлемы для измерений в миллиметровом диапа-
зоне волн. Измерения в сантиметровом диапазоне, и особенно в его длинноволновой части, требуют
применения образцов значительных размеров. Если в нормальных условиях указанные обстоятель-
ства создают лишь некоторые неудобства, то при высокотемпературном нагреве образцов в ряде
случаев они становятся непреодолимыми. Отметим также, что процесс измерения рассмотренными
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- …
- следующая ›
- последняя »
