PL64299B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VII.1969 (P 135 148) 15.1.1972 64299 KI. 21 e, 27/26 MKP G 01 r, 27/26 Twórca wynalazku: Jerzy Zagrodzinski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Fizyki), Warszawa (Polska) Falowodowa linia pomiarowa do badania wlasnosci materialów o duzej przenikalnosci elektrycznej Przedmiotem wynalazku jest falowodowa linia pomia¬ rowa do badania wlasnosci materialów o duzej przeni¬ kalnosci elektrycznej, a zwlaszcza do pomiaru w za¬ kresie czestotliwosci mikrofalowych duzych stalych di¬ elektrycznych lub katów stratnosci materialów.Znane sposoby pomiaru duzych stalych dielektrycz¬ nych lub katów stratnosci materialów polegaja na po¬ miarze wspólczynnika odbicia od próbki badanego ma¬ terialu umieszczonej w falowodzie o rodzaju TEoi, a przy duzych stalych dielektrycznych wymagaja stosowa¬ nia transformatorów podwyzszajacych impedancje dla uzyskania rozsadnych wartosci mierzonego wspólczyn¬ nika odbicia. Inne sposoby opieraja sie na pomiarze parametrów wneki rezonansowej, w której umieszczono próbke badanego materialu o okreslonym ksztalcie.Powyzsze sposoby maja te wade, ze dokladnosc po¬ miaru gwaltownie obniza sie ze wzrostem stalej dielek¬ trycznej. Wynika to stad, ze w sposobach falowodo¬ wych z zastosowaniem fali na przyklad TEio sa trud¬ nosci w przeprowadzeniu dokladnego pomiaru wspól¬ czynnika odbicia, zas w sposobach rezonansowych w estymacji otrzymanych wyników.Celem wynalazku jest zrealizowanie ukladu pomiaro¬ wego, pozwalajacego na dokladne okreslenie wartosci duzych stalych dielektrycznych lub katów stratnosci ma¬ terialów. Cel ten osiagnieto przez skonstruowanie falo¬ wodowej linii pomiarowej w której umieszcza sie prób¬ ke wykonana z badanego materialu.Istota wynalazku jest to, ze linia pomiarowa jest fa¬ lowód o przekroju kolowym, w którym umieszcza sie 10 15 20 25 30 próbke z badanego materialu w poblizu jednego konca tej linii, pracujacy z rodzajem fali elektromagnetycznej TMoi w poblizu jego czestotliwosci krytycznej, z czesto¬ tliwoscia w zakresie od 101% do 120% czestotliwosci granicznej rodzaju TMoi falowodu kolowego. Dlugosc szczeliny, w której porusza sie sonda pomiarowa w fa¬ lowodzie jest wieksza czterokrotnie od dlugosci fali gra¬ nicznej rodzaju fali TMio- W falowodzie zastosowane sa filtry rodzaju podsta¬ wowego fali TEn. Filtrami tymi sa równolegle do osi falowodu szczeliny lub rowki wykonane w scianie falo¬ wodu. Jednoczesnie zastosowano przejscie z rodzaju fa¬ li TEio w falowodzie prostokatnym na TMio w falo¬ wodzie kolowym, wyposazone w odcinek falowodu, w którym moze rozchodzic sie jedynie rodzaj podstawowy i zaopatrzone w ruchomy zwierak umieszczony w nim dla odfiltrowania tegoz rodzaju.Linia pomiarowa wedlug wynalazku nie narzuca ko¬ niecznosci stosowania transformatorów podwyzszaja¬ cych impedancje. W falowodzie z fala rodzaju TM mozna uzyskac dowolnie mala wartosc impedancji cha¬ rakterystycznej pustego falowodu, co przy malych im- pedancjach charakterystycznych materialów o duzych stalych dielektrycznych daje dobrze mierzalne wspól¬ czynniki odbicia. Jest to konsekwencja faktu, iz próbka w tej sytuacji jest lepiej dopasowana do falowodu, a fa¬ le elektromagnetyczne rodzaju TM lepiej wnikaja do obszaru próbki.Zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest to, ze po¬ wiekszona jest, w stosunku do dotychczasowych sposo- 6429964299 bów pomiaru, dokladnosc pomiaru wspólnej przenikal- nosci elektrycznej materialów o stalej dielektrycznej rzedu kilkuset i wiecej oraz skrócenie procedury po¬ miarowej.Istota falowodowej linii pomiarowej wedlug wyna¬ lazku zostanie blizej objasniona w oparciu o przyklad wykonania schematycznie przedstawiony na rysunku.Rysunek przedstawia falowód o przekroju kolowym A z rodzajem pola TMoi wraz z przejsciem B z falowodu prostokatnego 3 o rodzaju TEio na falowód kolowy A z rodzajem pola TMoi- Falowód o przekroju kolowym A ma szczeline ro¬ bocza 1, w której porusza sie sonda pomiarowa polaczo¬ na zjy^clem^clejefaji^i wskaznikiem. Na obwodzie fa- llwjCKjiff^Eo^Ai^hrJ^t szereg dodatkowych szczelin 2, zykladowo, trzy, zariewniajacych odfiltrowanie szkod- vego rodzaju podstawowego TEn. Dodatkowe szczeli- ^4WNrttfele^S!" tiofosi falowodu i wraz ze szczelina rlfiffi$lil*jf*ffi*^ffi^^ j«y rozchodzenie sie w nim fali rodzaju podstawowego TEn. ^ala rodzaju TMoi wpro¬ wadzana do falowodu tworzona jest w przejsciu B z fali rodzaju TEio w falowodzie prostokatnym 3 polaczonym z falowodem kolowym A. Czesc falowodu kolowego A ma zmniejszona srednice i w tym odcinku rozchodzi sie jedynie fala rodzaju podstawowego, stanowiac filtr za¬ porowy dla tego rodzaju. W tej to czesci umieszczony jest zwierak 4. Poprzez odpowiednie ustawienie zwiera- ka 4 mozna zapobiec propagacji fali rodzaju TEn w czesci roboczej falowodu kolowego A.Badanie wlasnosci materialów dla czestotliwosci mi¬ krofalowych przeprowadza sie przy czestotliwosci mniej¬ szej zaledwie o 2% od czestotliwosci granicznej falowo¬ du linii pomiarowej. Dzieki temu, impedancja charak- 10 15 20~ 30 terystyczna falowodu linii pomiarowej moze byc dowol¬ nie bliska impedancji charakterystycznej materialu prób¬ ki umieszczonej w jednym z konców falowodu linii po¬ miarowej. Wówczas to wartosc bezwzgledna wspólczyn¬ nika odbicia, nawet przy materialach o bardzo duzych stalych clielektrycznych lub stratach, moze nawet znacz¬ nie róznic sie od jednosci umozliwiajac pomiar tychze wielkosci poprzez pomiar wspólczynnika odbicia z do¬ kladnoscia lepsza niz w dotychczas stosowanych meto¬ dach. Obliczenia prowadzi sie metodami konwencjonal¬ nymi. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Falowodowa linia pomiarowa do badania wlasno¬ sci materialów o duzej przenikalnosci elektrycznej w za¬ kresie czestotliwosci mikrofalowych, znamienna tym, ze linia pomiarowa jest falowód o przekroju kolowym (A) pracujacy z rodzajem fali elektromagnetycznej TMoi i * .czestotliwoscia w zakresie od 101% do 120% czestotli¬ wosci granicznej rodzaju TMoi falowodu kolowego li¬ nii pomiarowej, majacy szczeline robocza (1) wieksza czterokrotnie od dlugosci fali granicznej rodzaju TMio * i wyposazony w filtry fali rodzaju podstawowego TEn, najkorzystniej w postaci szczelin (2) lub rowków w scia¬ nie falowodu równoleglych do osi falowodu oraz w przejscie (B) z fali rodzaju TEio w falowodzie prosto¬ katnym (3) na fale TMio w falowodzie kolowym (A).

2. Falowodowa linia pomiarowa wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze przejscie (B) wyposazone jest w od¬ cinek falowodu wewnatrz którego umieszczony jest ru¬ chomy zwierak (4) i w tymze odcinku rozchodzi sie je¬ dynie rodzaj podstawowy fali TEn. 1 a Z WDA-l. Zam. 2190. Naklad 250 egz. PL PL