Способ определения бикомплексных параметров материалов на свч

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности. В первой серии измерений электромагнитное излучение от панорамного измерителя КСВН через антенну направляют на структуру, состоящую из исследуемого материала (ИМ), промежутка, заполненного диэлектриком в виде диэлектрических прокладок, и металлического экрана (МЭ). Изменением кол - ва диэлектрических прокладок меняют расстояние между ИМ и МЭ. Измеряют коэф. отражения от такой структуры при восьми различных значениях промежутка. Во второй серии измерений между ИМ и МЭ помещают диэлектрическую пластину с известными параметрами ε<SP POS="POST">1</SP><SB POS="POST">N</SB> и ε<SP POS="POST">2</SP><SB POS="POST">N</SB>. Толщину пластины и ее параметры выбирают такими, чтобы разность между максим. и миним. значениям и коэф. отражения от структуры была максимальной. Затем измеряют коэф. отражения от такой структуры, как и в первой серии. Из измеренных зависимостей ε и *98M ИМ определяют методами нелинейного программирования, например, как величины, минимизирующие функцию невязок, характеризующую среднеквадратичную экспериментальную ошибку. Даны иллюстрации структур, поясняющие серии измерений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др 4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247002/24-09 (22) 20.05.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Институт высоких температур АН СССР (72) А. А. Калачев, С. М. Матыцин, К. Н. Розанов и А. К. Сарычев (53) 621.317.335.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 254593, кл. G 01 R 26/27, 1968.

Абкин Е. Б. и др. Сравнительный анализ методов измерений диэлектрической и магнитной проницаемости на СВЧ. — В сб. Методы и средства измерений электромагнитных характеристик радиоматериалов на ВЧ и СВЧ.

Тезисы докладов I V В НТК вЂ” С НИ ИМ.:

Новосибирск, 1979, с. 18. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИКОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ НА СВЧ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения — повышение точности. В первой серии измерений электромагнитное излучение от паноИзобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах (СВЧ), в частности к технике измерений комплексной диэлектрической проницаемости я=в +и" и комплексной магнитной проницаемости ц=ц +i@ на СВЧ.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная схема, поясняющая первую серию измерений; на фиг. 2 — структурная схема, поясняющая вторую серию измерений, реализующих способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ.

Структурные схемы включают последовательно расположенные антенну 1, исследуемый материал 2, промежуток 3, заполненÄÄSUÄÄ 1483394 А1

2 рамного измерителя КСВН через антенну направляют на структуру, состоящую из исследуемого материала (ИМ), промежутка, заполненного диэлектриком в виде диэлектрических прокладок и металлического экрана (МЭ). Изменением кол-ва диэлектрических прокладок меняют расстояние между ИМ и МЭ. Измеряют коэф. отражения от такой структуры при восьми различных значениях промежутка. Во второй серии измерений между ИМ и МЭ помещают диэлектрическую пластину с известными параметрами е и е„". Толщину пластины и ее параметры выбирают такими, чтобы разность между максим. и миним. значением коэф. отражения от структуры была максимальной.

Затем измеряют коэф. отражения от такой структуры, как и в первой серии. Из измеренных зависимостей е и м. ИМ определяют методами нелинейного программирования, например, как величины, минимизирующие функцию невязок, характеризующую среднеквадратичную экспериментальную ошибку.

Даны иллюстрации структур, поясняющие серии измерений. 2 ил. ный диэлектриком, металлический экран 4, дополнительную диэлектрическую пластину 5.

Способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ реализуют следующим образом.

В первой серии измерений электромагнитное излучение, например, от панорамного измерителя КСВН через антенну 1 направляют на структуру, состоящую из исследуемого материала 2, представляющего собой плоскопараллельную пластину, промежутка 3, заполненного диэлектриком, например в виде диэлектрических прокладок, и металлического экрана 4, причем в процессе измерений металлический экран прижимают через диэлектрические прокладки к образцу.

1483394 (К("(d ) К("(1 - Р)2+ Р()(d;) Кс" (d - ))г где К, (с1,) е,р)— иит—

i=1, 2, j=1,2, d

Формула изобретения ае= . (К -"с -Кс (d,, v) ) + .: Ф" (с1 ) — R .""(с1 М1 и+гп - " ь=

45 с1!—

Изменением количества диэлектрических прокладок меняют расстояние между исследуемым материалом 2 и металлическим экраном 4. Измеряют коэффициенты отражения от такой структуры, например, при восьми различных значениях промежутка 3. Значения промежутка 3 выбирают так, чтобы зависимость коэффициента отражения от величины промежутка проходила через минимум.

Во второй серии измерений между исследуемым материалом 2 и металлическим экраном 4 помещают диэлектрическую пластину 5 с известными параметрами в„ и е„".

Толщину пластины 5 d, è ее параметры выбирают такими, чтобы разность между и R " j (d;) R" j (с1 р) и Кс2) (с1. соответственно теоретические и измеренные коэффициенты отражения в первой и второй сериях измерений; количество измерений в первой и второй сериях соответственно; ..., п; ...,m; расстояние между исследуемым материалом и металлическим экраном; расстояние между диэлектрической пластиной и металлическим экраном.

Способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ, заключающийгде К о(d;) и К (с1„е, р.), К (dj) и К " Х

X(с1;, е, р,) — соответственно измеренные и рассчитанные коэффициенты отражения от структуры до и после введения диэлектрической пластины;

d, — расстояние между исследуемым материалом и металлическим экраном;

n — количество измерений до максимальным и минимальным значением коэффициента отражения от структуры была максимальной. Затем измеряют коэффициенты отражения от такой структуры, на пример, при восьми значениях промежутка 3, при этом как и в первой серии измерений значения промежутка 3 выбирают так, чтобы зависимость коэффициента отражения от значения величины промежутка проходила через минимум.

Из измеренных зависимостей значения е и ц исследуемого материала определяют методами нелинейного программирования, например, как величины, минимизирующие функцию невязок, характеризующую средне15 квадратичную экспериментальную ошибку ся в измерении коэффициентов отражения электромагнитной волны от структуры, включающей исследуемый материал и металлический экран и ориентированной перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны, при различных рас2 стояниях между исследуемым материалом и металлическим экраном с последующим расчетом искомых параметров путем минимизации функции невязок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, между исследуемым материалом и металлическим

30 экраном вводят диэлектрическую пластину с извесными параметрами <п, d„ãäå dn толщина пластины, измеряют коэффициенты отражения электромагнитной волны при различных расстояниях между диэлектрической пластиной и металлическим экраном, а иско35 мые параметры рассчитывают путем минимизации функции невязок введения диэлектрической пластины.

1,2,...,п; искомые параметры; количество измерений после введения диэлекрической пластины; расстояние между диэлек трической пластиной и ме таллическим экраном;

1,2,...,m.

1483394

Фиг. 7

Ф 3 5 2

Составитель В./Гончаров

Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Корректор Т. Малец

Заказ 2827/43 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Мо ск в а, OK — 35, Рау шска я на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!