Диэлектрический резонатор для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на свч
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ НА СВЧ, выполненный в виде цилиндра из высокодобротного диэлектрика, возбуждаемого на азимутальных волнах, отличающийся тем, что, с целью увеличения доли СВЧ-энергии в области, примыкающей к резонатору, в нем выполнено осевое отверстие, на его боковой поверхности - кольцевые канавки, соединенные с осевым отверстием радиальными отверстиями , причем размеры цилиндра выбираются в соответствии с неравенствами («VE -rH lVEA-r; o,(V.,n, ,.(е,-е,). 0,5 4-i0.5 , л (Л где R - радиус цилиндра; h - радиус дна кольцевой канавки; ширина участка боковой поверхности между кольцевыми канавками и ширина кольцевой канавки цилиндра . Д. - длина рабочей волны; t г диэлектрические проницаемости соответственно материала цилиндра и иссле 4j дуемого материала. |ЧЭ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
ЩСПЬ БЛИК
„.SU„„> 107072 A @ G 01 К 27/26; G 01 R 7/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ» СВИДЕТЕЛЬСТВ» раются в соответствии с неравенствами (VE p,-i) < — с (6 ф -<) - / выст
S,1(Ю„-C,) с „< 0,2(„-Е,1
"à" <02(K ) 0,3(—" (0,5 где R
Ь иЬ
Вь!ст кмй риала цилиндра и исследуемого материала. ю
wA, cQcvQAPc TBEHHblA KoMHTET ccoP
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3555433/18-09 (22) 16. 12. 82 (46) 07.08.84., Бюл. N - 29 (72) В.Ф. Взятьппев, В.С. Добромыслов и А.Е. Береза (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) (21 317.355(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 139690, кл. С 01 R 27/26, 1962.
2. Авторское свидетельство СССР
У 673934, кл. G 01 R 27/26, 1977 (прототип). (54)(57) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИ"
ЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ НА
СВЧ, выполненный в виде цилиндра из высокодобротного диэлектрика, возбуждаемого на азимутальных волнах, отличающийся тем, что, с целью увеличения доли СВЧ-энергии в области, примыкающей к резонатору, в нем выполнено осевое отверстие, на его боковой поверхности — кольцевые канавки, соединенные с осевым отверстием радиальными отверстиями, причем размеры цилиндра выбирадиус цилиндра, радиус "дна" .кольцевой канавки; ширина участка боковой поверхности между кольцевыми канавками и ширина кольцевой канавки цилиндра, длина рабочей волны; диэлектрические проницаемости соответственно мате1107072
О3< — "(Oг5
Изобретение относится к технике измерений в СВЧ-диапазоне и может быть использовано для измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей, газов и порошкообразных материалов с малыми потерями.
Известен диэлектрический резонатор для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на
СВЧ, выполненный в форме цилиндра, размещенного между двумя отражателями. Через элемент связи в одном из отражателей осуществляется возбуждение электрического резонатора 15 на основном типе колебаний НЕ (1g. я
Недостатком данного резонатора является малая точность, обусловленная потерями в отражателях и в элементе связи. 20
Наиболее близким техническим решением к изобретению является диэлектрический резонатор для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ, выполнен- - ный в виде цилиндра из высокодобротного диэлектрика, позбуждаемого в режиме бегущей волны на азимутальных волнах. Комплексную диэлектрическую проницаемость исследуемой жидкости 30 газа или порошкообразного материала можно определить по изменению резонансной частоты и добротности при погружении диэлектрического резо натора в исследуемый материал 323. . Однако известный диэлектрический резонатор обладает малой очностью, так как энергия поверхностных коле" баний в основном сосредоточена внутри цилиндра. 40
Цель изобретения — увеличение доли СВЧ-энергии в области, примыкающей к резонатору.
Для достижения цели в диэлектрическом резонаторе для измерения g$ комплексной диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ, выполненном в виде цилиндра из высокодобротного диэлектрика, возбуждаемого о на азимутальных волнах, выполнено осевое отверстие, на его боковой поверхности — кольцевые канавки, соединенные с осевым отверстием радиальными отверстиями, причем размеры .цилиндра выбираются в соответствии с неравенствами где 1 — радиус цилиндра; — радиус "дна" кольцевой канавки;
1 и 1г„ „- ширина участка боковой поверхности между кольцевыми канавками и ширина кольцевой канавки цилиндра, — длина рабочей волны, и 2 — диэлектрические проницаемости соответственно материала цилиндра и исследуемого материала.
На фиг, 1 приведен вариант реализации измерительной установки, на фиг. 2 — конструкция диэлектрического резонатора для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ.
Измерительная установка содержит генератор 1 качающей частоты, металлические волноводы 2, измерительнуюкамеру 3, диэлектрический волновод 4, переход 5 с металлического волновода на диэлектрический, диэлектрический резонатор 6 и приемник 7.
Диэлектрический резонатор 6 имеет осевое отверстие 8, кольцевые канавки 9 и радиальные отверстия 10. Наличие последних обусловлено специ фикой измерения диэлектрических параметров окружающей среды, в особен" ности жидкостей. При отсутствии радиальных отверстий возможно частичное заполнение впадин исследуемой жидкостью и образование во впадинах пузырьков воздуха, что снижает точ,ность измерений, Предлагаемая конструкция диэлектрического резонато- ра позволяет производить "прокачку" жидкости (или газа) через впадины, что устраняет эти недостатки.
Измерительная установка работает следующим образом.
Возбуждение диэлектрического резонатора 6 осуществляется с помощью диэлектрического волновода 4. Резонанская кривая выделяется в приемни1107072
Составитель В. Васильев
Редактор А. Козориз Техред М.Кузьма Корректор Н . Бонкало
Заказ 5753/32 Тираж 711 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенюЬ и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгопод, ул. Проектная, 4 ке 7. По изменению резонансной частоты диэлектрического резонатора и уширению резонансной линии судят о вещественной и мнимой частях диэлектрической проницаемости исследуемого материала.
Таким образом, кольцевые канав-. ки, увеличивая долю СВЧ-энергии в области, примыкающей к диэлектрическому резонатору (т.е. в исследуемом материале), повышает точность измерений диэлектрических параметров и сред.