ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 3.9 Волноводные методы измерения параметров диэлектриков:
а – согласованной нагрузки; б – бесконечного слоя; в – комплексной нагрузки;
г – короткого замыкания; д – холостого хода; е – измерения комплексного
коэффициента прохождения
Тогда прямая волна
+
2
E значительно ослабляется, волна
−
2
E , отраженная задней гранью, также ос-
лабляется и практически не влияет на волну
−
1
E , отраженную передней гранью образца. Если длину
«бесконечного» образца уменьшить, то для исключения отражений от задней грани волновод с образ-
цом может быть согласован с последующим незаполненным участком волновода, например, с помощью
четвертьволнового трансформатора (дополнительной диэлектрической пластины, устанавливаемой
вплотную к задней грани образца) либо плавного клинообразного перехода образуемого самим образ-
цом. Информацию о параметрах материала несет волна
−
1
E , отраженная от границы раздела воздух –
диэлектрик, т.е. от передней грани образца. Такой метод измерения известен под названием метода
«бесконечного» слоя.
Волновод с конечной длиной образца может быть нагружен не только на согласованную нагрузку,
но и на любую другую (рис. 3.9, в). При этом суммарную отраженную волну
−
1
E создает образец и на-
грузка, следующая за ним. Безусловно, что полное сопротивление такой нагрузки Z
H
, и расстояние от
нагрузки до образца должно быть известным. Только при этом условии суммарная отраженная волна
может быть аналитически связана с параметрами материала образца.
Удобно замкнуть волновод, т.е. сделать Z
H
= 0. Если короткозамыкатель находится непосредствен-
но за образцом, то метод измерения называется методом короткого замыкания (к.з.), если короткозамы-
катель удален от образца на расстояние, равное λ
в
/
4 и, таким образом, входное сопротивление отрезка
волновода, расположенного за образцом, теоретически равно бесконечности, то методом холостого хода
(х.х.) (рис. 3.9, г, д).
Во всех упомянутых случаях для определения параметров диэлектрика используется отраженная
волна. Методически и технически оказывается более удобным не измерять характеристик отраженной
волны, а следить за стоячими волнами в волноводе перед образцом, которые образуются в результате
интерференции суммарной отраженной
−
1
E и падающей бегущей
+
1
E волны. Сравнение картины стоя-
чих волн в волноводе без образца и после его внесения в волновод дает, как правило, достаточно дан-
ных для расчета параметров материала. Инструментом изучения картины стоячих волн в волноводе мо-
жет быть, например, измерительная линия.
За последние годы для измерения ε и tg δ твердых диэлектрических материалов широкое распро-
странение получают волноводные методы, основанные на непосредственном наблюдении отраженной и
прошедшей волн (рис. 3.9, е), т.е. на измерении комплексного коэффициента отражения или прохожде-
ния волноводной секции, в которую помешается исследуемый образец. В первом случае величина ε мо-
жет быть определена по разности фаз волны, отраженной короткозамкнутым волноводом с исследуе-
мым диэлектрическим образцом, и волны, отраженной тем же волноводом, но без образца. Погрешность
определения ε может быть малой. Например, при использовании в нормальных условиях автоматического
измерителя полных сопротивлений типа РЗ-6 она составила 0,5 … 1 %. Применение того же прибора в
режиме измерения фазы коэффициента передачи полноводных четырехполюсников позволяет определить
ε в тех же нормальных температурных условиях с меньшей погрешностью 0,2 … 0,5 %.
В работе [6] описывается эксперимент, в котором тонкая диэлектрическая пластина вводилась в ко-
роткозамкнутую волноводную секцию через продольную щель. Уменьшение объема образца и времени
его равномерного прогрева достигается также при измерениях методом «тонкою стерженька». С
уменьшением размеров образцов невозможно измерить волноводными методами малые значения tg δ,
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- …
- следующая ›
- последняя »
