SU1401404A1 - Apparatus for measuring the parameters of dielectrics - Google Patents

Apparatus for measuring the parameters of dielectrics Download PDF

Info

Publication number
SU1401404A1
SU1401404A1 SU864168960A SU4168960A SU1401404A1 SU 1401404 A1 SU1401404 A1 SU 1401404A1 SU 864168960 A SU864168960 A SU 864168960A SU 4168960 A SU4168960 A SU 4168960A SU 1401404 A1 SU1401404 A1 SU 1401404A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mirrors
range
cylinders
sensitivity
hollow conductive
Prior art date
Application number
SU864168960A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Григорьевич Коваленко
Владимир Николаевич Кошпаренок
Юрий Васильевич Майстренко
Виктор Петрович Шестопалов
Original Assignee
Институт радиофизики и электроники АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт радиофизики и электроники АН УССР filed Critical Институт радиофизики и электроники АН УССР
Priority to SU864168960A priority Critical patent/SU1401404A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1401404A1 publication Critical patent/SU1401404A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повьшение чувствительности и расширение диапазона измер емых толщин, обеспечение измерений в диапазоне частот. Устр-во содержит зеркала 1, выполненные цилиндрич., образуюпц е открытый резонатор, полые провод щие цилиндры (ППЦ) 2 с продольными щел ми 3, ориентированными др. к др. Рассто ние h между ППЦ 2 может измен тьс . Оси ППЦ 2 параллельны пр молинейным образуюц91м зеркал 1 и лежат в плоскости, проход щей через центры симметрии зеркал 1. По сравнению с известным устройством достигнуто повышение чувствительности не менее чем в 100 раз, более чем на пор док расширен диапазон измер еьв х толщин. Возможно измерение как на фиксированной частоте, так и с изменением частоты в широких пределах, что расшир ет область применени  устр-ва к повышает точность измерений, так как позвол ет выбрать оптим. методику измерений . Возможность перестройки резонатора в сочетании с высокой добротностью позвол ет использовать устр- во дл  допускового контрол  диэл, проницаемости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. О)This invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and expand the range of measured thicknesses, providing measurements in the frequency range. The device contains mirrors 1, made cylindrical, forming an open resonator, hollow conductive cylinders (PPC) 2 with longitudinal slots 3 oriented other to others. The distance h between PPC 2 can vary. The axes of the FPC 2 are parallel to the straight line shaped mirrors 1 and lie in a plane passing through the centers of symmetry of the mirrors 1. Compared with the known device, an increase in sensitivity of at least 100 times has been achieved, the measurement range of thickness x has been expanded by more than an order of magnitude. It is possible to measure both at a fixed frequency and with a change in frequency over a wide range, which expands the field of application of the device to increases the accuracy of measurements, since it allows one to choose the optimal one. measurement technique. The possibility of restructuring the resonator in combination with a high quality factor makes it possible to use the device for tolerance control of the diel, permeability. 1 hp f-ly, 1 ill. ABOUT)

Description

йгМyyM

4;:four;:

О ABOUT

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  диэлектрической проницаемости материалов, например листовой формы.The invention relates to a measurement technique, namely, devices for measuring the dielectric constant of materials, e.g. sheet-shaped.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и расширение диапазона измер емь1Х толщин, обеспечение измерений в диапазоне частот,The purpose of the invention is to increase the sensitivity and expand the range of thickness measuring, provide measurements in the frequency range,

На чертеже приведена конструкци  устройства дл  измерени  параметров диэлектриков.The drawing shows the structure of a device for measuring parameters of dielectrics.

Устройство дл  измерени  параметров диэлектриков содержит зеркала 1, выполненные цилиндрическими, образующие открытый резонатор, полые провод щие цилиндры 2 с продольными щел ми 3, ориентированными друг к другу, Рассто ние h между полыми провод щим цилиндрами 2 может измен тьс ., а оси полых провод щих цилиндров 2 параллельны пр молинейным образуюш 1м зеркал 1 и лежат в плоскости, проход ще через центры симметрии зеркал 1. A device for measuring dielectric parameters contains mirrors 1, cylindrical, forming an open resonator, hollow conductive cylinders 2 with longitudinal slots 3 oriented towards each other. The distance h between hollow conducting cylinders 2 can vary, and the axes of hollow wires The cylinders 2 are parallel to the linearly shaped 1 m mirrors 1 and lie in a plane passing through the centers of symmetry of the mirrors 1.

Устройство дл  измерени  параметров диэлектриков работает следующим образом.A device for measuring the parameters of dielectrics works as follows.

При любом способе возбуждени  от- крытого резонатора, образованного зеркаламу 1, в нем устанавливаютс  колебани  дискретных частрт, определ емых рассто нием между зеркалами. Размещение в резонаторе системы кол- лине арно расположенных цилиндров 2 с продольными щел ми 3 приводит к селективному взаимодействию (щелевых) цилиндров 2 с полем открытого резонатора за счет резко выраженных резо- нансных свойств цилиндров 2,With any method of exciting an open resonator formed by mirror 1, oscillations of discrete frequencies determined by the distance between the mirrors are established in it. Placing in the resonator a collinear system of cylinders 2 arranged with longitudinal gaps 3 leads to the selective interaction of (slotted) cylinders 2 with the field of an open resonator due to the pronounced resonance properties of cylinders 2,

Расчетна  добротность системы превышает 10 , что  вл етс  физической предпосылкой значительного возрастани  концентрации пол  в области междуThe calculated Q of the system exceeds 10, which is a physical prerequisite for a significant increase in the floor concentration in the area between

цилиндрами 2,cylinders 2,

I.I.

На резонансной частоте электродинамические размеры цилиндров 2 возрастают , превышают размер каустики резонатора и за счет эффекта квази- йипольной диаграммы рассе ни  на резонансной частоте энерги  переизлучаетс  на зеркала 1 и, складыва сь в фазе с полем открытого резонатора, концентрируетс  в области между ци- линдрами 2, Плотность энергии при этом более чем в 400 раз превышает плотность энергии в открытом резонаторе и данна  система оказываетс At the resonant frequency, the electrodynamic dimensions of the cylinders 2 increase, exceed the size of the caustic of the resonator, and due to the effect of the quasi dipole scatterplot at the resonant frequency, the energy is reradiated to the mirror 1 and, being in phase with the open resonator field, is concentrated in the region between the cylinders 2 The energy density is more than 400 times the energy density in an open resonator and this system is

чрезвычайно чувствительной к внесению в нее диэлектрических материалов.extremely sensitive to the introduction of dielectric materials into it.

Изменение рассто ни  h между цилиндрами 2 приводит к перестройке резонансной частоты, при этом зависимость имеет видThe change in the distance h between the cylinders 2 leads to a rearrangement of the resonant frequency, and the dependence is

f f

TTDTTD

г g

(1)(one)

Q 5Q 5

о about

00

Q 5 Q 5

где с - толщина стенок цилиндров 2;where c is the thickness of the walls of cylinders 2;

d - линейный размер щели 3;d is the linear size of the slit 3;

D - внутренний диаметр цилиндров 2.D is the internal diameter of the cylinders 2.

Анализ уравнени  (1) показывает, что технически осуществима перестройка резонансной системы цилиндров 2, котора  и определ ет широкополосность устройства в пределах 3-25 ГГц, Рассто ние h между цилиндрами 2 при этом может измен тьс  в пределах 0,05-40 мм, т,е, устройство позвол ет исследовать как тонкие пленки, так и довольно толстые образцы, причем весь диапазон измерений может быть перекрыт малым количеством щелевых цилиндров (не более трех) при использовании единственного открытого резонатора.Analysis of equation (1) shows that technically feasible is the restructuring of the resonant system of cylinders 2, which determines the device’s broadband between 3-25 GHz. The distance h between cylinders 2 can vary between 0.05-40 mm, t The device allows to study both thin films and rather thick samples, and the entire range of measurements can be covered by a small number of slot cylinders (no more than three) using a single open resonator.

Исследуемый образец может быть как листовой, так и произвольной формы, В последнем случае возможно определение больших диэлектрических проницае- мостей из-за меньшего вли ни  образца . .The sample under study can be both leafy and arbitrary in shape. In the latter case, it is possible to determine large dielectric constants due to the smaller effect of the sample. .

При внесении в область между щелевыми цилиндрами листового образца диэлектрика с размерами, превьш1а1С1Щи- Мй размеры зеркал и при нормальности плоскости образца к плоскости щелевых цилиндров изменение резонансной частоты однозначно св зано с диэлектрической проницаемостью образца: IWhen a sheet sample of a dielectric with dimensions larger than 1-1C1 SCH the mirror dimensions is introduced into the region between the slit cylinders, and with the sample plane normal to the slot cylinder plane, a change in the resonance frequency is uniquely related to the sample

е A i+A-J(2+A) 2+А)-2(Ц-А)зe A i + A-J (2 + A) 2 + A) -2 (C-A) s

А Ifl + 1п(|)1 ln(S ) ;(2) It d J And Ifl + 1n (|) 1 ln (S); (2) It d J

1 + h/D, f f/f 1 + h / D, f f / f

где h - толщина образца;where h is the sample thickness;

fp - начальна  резонансна  частота;fp is the initial resonant frequency;

f - резонансна  частота системы после внесени  образца. Измерени  с помощью предлагаемого устройству можно несколькими способами: способом определени  изменени  резонансной частоты при внесении маf is the resonant frequency of the system after the sample is applied. Measurements using the proposed device can be done in several ways: by determining the change in the resonant frequency when applying ma

Claims (1)

Формула изобретения 5The claims 5 1. Устройство для измерения параметров диэлектриков, содержащее открытый резонатор, образованный двумя 1Q зеркалами, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых толщин, зеркала выполнены цилиндрическими, и введены два по15 лых проводящих цилиндра, в каждом из которых выполнена продольная щель, при этом полые проводящие цилиндры установлены коллинеарно между зеркалами и ориентированы продольными ще20 лями навстречу друг другу, при этом оси полых проводящих цилиндров параллельны образующим зеркал и лежат в плоскости, проходящей через центры симметрии зеркал.1. A device for measuring dielectric parameters, containing an open resonator formed by two 1Q mirrors, characterized in that, in order to increase the sensitivity and expand the range of measured thicknesses, the mirrors are cylindrical, and two hollow conductive cylinders are introduced, each of which has a longitudinal gap, while the hollow conductive cylinders are installed collinear between the mirrors and are oriented by longitudinal slots towards each other, while the axes of the hollow conductive cylinders are parallel to rkal and lie in a plane passing through the symmetry center of the mirror. 25 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью обеспечения измерений в диапазоне частот, полые проводящие цилиндры установлены с возможностью изменения 3θ расстояния между ними.25 2. The device according to claim 1, wherein the, in order to ensure measurements in the frequency range, the hollow conductive cylinders are installed with the possibility of changing 3θ of the distance between them.
SU864168960A 1986-12-29 1986-12-29 Apparatus for measuring the parameters of dielectrics SU1401404A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864168960A SU1401404A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 Apparatus for measuring the parameters of dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864168960A SU1401404A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 Apparatus for measuring the parameters of dielectrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1401404A1 true SU1401404A1 (en) 1988-06-07

Family

ID=21275794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864168960A SU1401404A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 Apparatus for measuring the parameters of dielectrics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1401404A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449300C1 (en) * 2010-08-31 2012-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (ФГУП "НПП "Алмаз") Method for material dielectric permeability determination

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 293502, кл. Н 01 S 3/02, 1968. Валитов Р.А. и др. Техника субмиллиметровых волн. - М.: Советское радио, 1969, с. 340-343. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449300C1 (en) * 2010-08-31 2012-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (ФГУП "НПП "Алмаз") Method for material dielectric permeability determination

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10067075B2 (en) Biosensor with integrated antenna and measurement method for biosensing applications
Andrade et al. Cement paste hardening process studied by impedance spectroscopy
US20210231587A9 (en) Biosensor with integrated antenna and measurement method for biosensing applications
US4781063A (en) Method of measuring orientation of sheet or web like material
SU1401404A1 (en) Apparatus for measuring the parameters of dielectrics
JPH01163645A (en) Instrument for measuring high frequency character of sheetlike material
JPS6343921B2 (en)
Shaw et al. Microwave techniques for the measurement of the dielectric constant of fibers and films of high polymers
US4110686A (en) Piezoelectric-tuned microwave cavity for absorption spectrometry
Masood et al. Split ring resonator technique for compositional analysis of solvents in microcapillary systems
SU1626136A1 (en) Device for measuring full dielectric permittivity of materials to microwaves
RU94003307A (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASUREMENT OF PROPERTIES OF ANISOTROPIC DIELECTRIC MATERIAL
JPH0663986B2 (en) Equipment for measuring physical properties of flat materials
SU1190304A1 (en) Apparatus for measuring dielectric parameters
SU317994A1 (en) RESONATOR FOR MEASURING THE DIELECTRIC PERMITTIVITY OF SHEET PATTERNS DIELECTRIC UHF
GB1018188A (en) Method for testing the chemical and/or physical condition of media
Sarkar et al. An array of stagger‐tuned printed dipoles as a broadband frequency selective surface
SU1741088A1 (en) Measuring cell to measure parameters of dielectrics for microwave frequencies
JPH0618287Y2 (en) Material anisotropy measuring device
SU606128A1 (en) Device for monitoring medium quality and content with aid of ultrasound velocity measurements
Bindu et al. Specially designed metamaterial split ring resonator for high resolution imaging at Microwave frequencies
Nishikata et al. Effectiveness of gaps for lossy dielectric sheet measurement by coaxial electrode
SU254593A1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT OF DIELECTRIC PERMEABILITY OF SHEET MATERIALS
JPH0460228B2 (en)
SU1658103A1 (en) Method of measuring parameters of cylindrical dielectrics