Диэлектрический резонатор для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на свч

Диэлектрический резонатор для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на свч

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.