ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
(3.21)
где
21tg1
2
+δ+ε=n ;
)1tg1/()1tg1(
22
+δ+−δ+=k . (3.22)
Выражения (3.18) – (3.21), а также (3.23) – (3.26) являются исходными для установления количест-
венной связи электрических и радиотехнических параметров диэлектриков, измеряемых в свободном
пространстве при нормальном падении плоской электромагнитной волны.
В принципе для вычисления электрических параметров материала ε и tg δ (либо n и k) необходимо и
достаточно измерить какой-либо из комплексных коэффициентов, т.е. его модуль и фазу, либо модуль
одного коэффициента и фазу другого. Практически более предпочтительным является измерение моду-
ля и фазы коэффициента прохождения. Это связано с тем, что измерение параметров отраженной волны
сложнее, требует применения образцового отражателя и сопряжено с дополнительными ошибками, вы-
зываемыми интерференцией волн, многократно переотражаемых образцовым отражателем и излучаю-
щей антенной.
Измерения только амплитудных параметров (|T| и |R|) могут быть основой для вычисления величи-
ны tg δ. Однако при малых потерях в диэлектрике эти две измеряемые величины не являются независи-
мыми, а сумма квадратов модулей всегда равна единице с точностью, определяемой точностью самих
измерений
1
22
≈+ RT
. (3.27)
Измерения модуля и фазы коэффициента прохождения, рекомендуемые здесь для исследования ди-
электриков методом свободного пространства, по своей сути сводятся к проведению фазовых и ампли-
тудных измерений на СВЧ.
3.2 СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Анализ способов измерения разности фаз с целью исследования диэлектриков в высокотемпера-
турных средах следует проводить в соответствии с единой метрологической классификацией лю-
бых измерений, распространяющейся, естественно, и на фазовые измерения в диапазоне СВЧ. Та-
кой подход позволяет наилучшим образом оценить возможности и применимость того или иного
метода или способа.
Компенсационные фазометры (рис. 3.2) имеют два канала, в которые поступают когерентные ко-
лебания СВЧ генератора. В опорном канале устанавливается образцовый фазовращатель, а в измери-
тельном – исследуемый элемент с неизвестной фазовой характеристикой. Выходные колебания обоих
каналов сравниваются в фазовом детекторе. Во время равенства сдвигов фаз, создаваемых исследуемым
элементом и образцовым фазовращателем ϕ = ϕ
обр
, индикатор детектора будет иметь нулевые показа-
ния, а искомый сдвиг фазы ϕ может быть считан со шкалы образцового фазовращателя. Известно много
вариантов схем, использующих нулевой метод измерений, которые отличаются типом применяемого
фазового детектора, индикатора, преобразователя частоты и т.д. Точность компенсационных фазомет-
ров высока и при тщательном согласовании и рациональной конструкции элементов достигает 0,1 …
0,2°. Применение нулевого метода дает хорошие результаты, если измеряемый фазовый сдвиг не изме-
няется за время отсчета. В противном случае фазометр должен содержать электрическую или электро-
механическую систему слежения за нулем, что снижает точность измерений.
Прямоотсчетные (прямопоказывающие) фазометры позволяют непосредственно отсчитывать
весь измеряемый фазовый сдвиг, не требуют системы автоматического слежения и каких-либо ре-
гулировок во время непрерывной регистрации изменяющихся фазовых сдвигов. В большинстве
случаев в прямопоказывающих фазометрах сверхвысокая частота преобразуется в более низкую, на
которой и производится измерение разности фаз (рис. 3.3). Для повышения точности такое устрой-
ство может содержать схему умножения фазы, индикатор грубого и точного отсчета.
Переход на более низкую частоту позволяет применять стандартную низкочастотную фазоизмери-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- …
- следующая ›
- последняя »
