Резонансный способ измерения диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь и направлений осей эллипсоида диэлектрической проницаемости анизотропных диэлектриков

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<>ij? ?9919 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлеио03.06 ° 77 (21) 2491894/18 09 (51)М. Кл.

G 01 и 27/26, с присоединением заявки HP

Государственный комитет .

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,1130, 6юллетеиь HP42 (53) УДК 621, 317 (088. 8) Дата опубликования описания 18. 11. 80 (72) Авторы изобретения,/ (71) Заявитель (54) РЕЗОНАНСНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПРОНИЦАЕМОСТИ, ТАЙГЕНСА УГЛА ПОТЕРБ И НАПРАВЛЕНИЙ

ОСЕЙ ЭЛЛИПСОИДА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

АНИЗОТРОПНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

2 добротности резонанса при вращении образца из исследуемого диэлектрика 12) .

Однако этот известный способ сло5 жен и не обеспечивает высокую точ ность измерений .

Цель изобретения — упрощение технологии измерений и повышение точности.

1О

Для этого в резонансном способе измерения диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь и направления осей эллипсоида диэлектрической

1 проницаемости анизотропных диэлект риков, включающем возбуждение объемных колебаний с взаимноортогональной линейной поляризацией в круглом волноводе с образцом из исследуемого

2л диэлектрика, полностью заполняющим поперечное сечение круглого волновода, и измерение частоты и добротности резонанса при вращении образца из исследуемого диэлектрика, частоту и добротность резонанса измеряют при подавлении одной из .полос пропускания и определяют соответствующий ему угол поворота образца из исследуемого диэ-. лектрика относительно плоскости поляЗо ризации возбуждающей волны .

Изобретение относится к технике ° измерений на СВЧ .

Известен способ определении параметров анизотропных диэлектриков, заключающийся в том, что сначала определяются рентгенографическим либо оптическим методом кристаллографические оси образца, а затем вдоль этих осей вырезаются образцы и общеизвестными методами определяются их параметры Г1Щ.

Однако известный способ требует больших затрат времени и не позволяет одновременно определять значения диэлектрической проницаемости в разных направлениях и направления ее максимального и минимального значения. 5

Известен также резонансный способ измерения диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь и направлений осей эллипсоида диэлектрической проницаемости анизотропных диэлектриков, включающий возбуждение объемных колебаний с взаимноортогональной линейной поляризацией в круглом волноводе с образцом из исследуемого диэлектрика, полностью заполняющим поперечное сечение круглого волновода и измерение частоты и

В. A. Коробкин, Н. И. Пятак, Ю. Г. Макеев и Н. М. Пивень i

2 „ . (3 1

Харьковский ордена Трудового Красного Знамени """1 .1;11Й .","Д. :, государственный университет им. A. N. Горького

779919

Составитель A . Кузнецов

РедакторН. Коляда ТЕхред С.Мигунова Корректор М. лароши

Заказ 9317 10 . Тираж 1019 Подписное

ВНИЙЕЙ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г . Ужгород, ул . Проектная, 4

Резонансный способ измерения реализуется следующим образом.

Образец из -исследуемого диэлектрика помещается в круглый волновод, полностью заполняя его поперечное сечейие, Элементами связи возбуждаются колебания H g в образце из исследуемого диэлектрика .

Для этого типа колебаний характерно существование двух вэаимноортогональных поляризаций, .вырожденных для иэотропного диэлектрика . В случае 0 анизотропного диэлектрика снимается

" вырождение, и на экране электроопти-., ческого индикатора наблюдаются две полосы пропускания, соответствующие прохождению двух взаимноортогональ- 35 ных поляризаций . Вращая образец относительно неподвижных элементов связи (либо наоборот), подавляют одну из полос. Это означает, что колебания,соответствующей поляризации орто; 2О

" гональны элементам связи. Аналогич ным образом подавляются колебания другой поляризации. Таким образом, фиксируя момент полного подавления соответствующей полосы пропускания, определяют направления максимального и минимального значения диэлектрической проницаемости, знание абсолютных величин резонансных частот определяет величину диэлектрических прони цаемостей, а величины добротностей, 30 этих колебаний позволяют найти диэ лектрйческие потери.

Выражения, связывающие резонансную частоту, геометрические размеры и "диэлектрическую проницаемость в 35 момент подавления одной из резонансных частот имеют вид

Д» . ь В

40 >N< „g,= () -fP постоянная затуха .6 я ния волны Н<> в пустом круглом волноaogei 4, 1. - 45

P.= К .Е,- ) -"постоянная распроо.„° oi странения волны

Н 1< в круглом волноводе с образцом из исследуемого диэ- $() лектрика s =1, 2 р а, - радиус и длина об1 разца из исследуемого диэлектрика, соответственноу

F-< . « диэлектрическая проницаемость исследуемого диэлектрика.

Резонансный способ измерения был опробован для ряда анизотропных диэлектриков — лейкосапфир, рубин, монокристаллический кварц B иэотропных диэлектриков ;. органическое стекло,,ситалл, плавленный кварц, OT-5. Точность измерения диэлектрической про ницаемости составила 1Ъ, направлений минимальной и максимальной диэлектрической проницаемости для аниэотропных диэлектриков — 30, и тангенса угла потерь 3-5%.

ФормУла изобретения

Резойансйый способ измерения диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь и направлений осей эллипсоида диэлектрической проницаемости анизотропных диэлектриков, включающий возбужцение объемных колебаний с взаимноортогональной линейной поляризацией,в круглом волноводе с образцом из исследуемого диэлектрика, полностью заполняющим поперечное сечение круглого волновода, и измерение частоты и добротности резонанса при вращении образца из исследуемого диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии измерений и повышения точности, частоту и добротность резонаноа измеряют при подавлении одной из полос пропускания и определяют соответствующий ему угол поворота образца из исследуемого диэлектрика относительно плоскости поляризации возбуждающей в олны .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Брандт A . .A . .Исследование диэлектриков на СВЧ. М., Физматлит, 1963, с. 117-123. 2. Sehiegeb 0 ° Вброс hausen И.

Heasurements of dieiectric anisotropy

of films in the microwave region b1

resonator perturbat)оп method, Jourпа1 of Phys, Е. Scient. 3ustr., 1972, Ч 5, 9 11, р. 1045-1046 (прототип).