Измерительный свч-резонатор для диэлектриков с большими потерями

 

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров диэлектриков в СВЧ-диапазоне. Целью изобретения является повьшение чувствительности. Устр-во состоит из волноводной камеры 1 прямоугольного сечения , в широких стенках которой выполнены полости 2, 3, оси которых . совпадают с осью диэлектрической трубки 4. В каждой из полостей размещен поршень 5, 6, имеющий отверстие для пропуска диэлектрической трубки 4 из измеряемого материала или тонкостенной радиопрозрачной трубки, заполняемой измеряемой жидкостью . Перемещение поршней 5, 6 вдоль оси полости осуществляется с помощью регулировочных винтов 7, 8. Сильная зависимость параметров резонанса поверхностных волн от диэлектрических свойств образца обеспечивает высокую чувствительность. I з.п. ф-лы, 3 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК сЮ 4 G 01 N 22 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

СЬ ;Л

4h сО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 130/315 (21) 4253904/24-09 (22) 01.06,87 (46) 15,03,89. Бюл, М 10 (72) Е.В.Беляков (53) 621.317.335.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1307315, кл. G 01 .N 22/00, 1984.

1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СВЧ-РЕЗОНАТОР ДЛЯ

ДИЭЛЕКТРИКОВ С БОЛЬШИМИ ПОТЕРЯМИ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения параметров ди-. электриков в СВЧ-диапазоне, Целью изобретения является повышение чувст- вительности. Устр-во состоит из волноводной камеры 1 прямоугольного се„.SU„„1465749 Д 2 чения, в широких стенках которой выI полнены полости 2, Э, оси которых, совпадают с осью диэлектрической трубки 4. В каждой из полостей размещен поршень 5, 6, имеющий отверстие для пропуска диэлектрической трубки 4 из измеряемого материала или тонкостенной радиопроэрачной трубки, заполняемой измеряемой жидкостью. Перемещение поршней 5, 6 вдоль оси полости осуществляется с помощью регулировочных винтов 7, 8.

Сильная зависимость параметров резонанса поверхностных волн от диэлектрических свойств образца обеспечивает высокую чувствительность. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1465749

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров диэлектриков в СВЧ-диапазоне и может быть использовано для контроля со5 става и свойств диэлектрических материалов в том числе жидкостей, в разР личных технологических процессах,а также для исследований структуры вод их растворов, 1О !!аль изобретения — повышение чувствц,гельности.

На фиг.1 изображена конструкция измерительного СВЧ-резонатора для диэлектриков с большими потерями; на фиг.2 - график изменения параметров резонанса в измерительном СВЧ резонаторе при перемещении поршня (каждая из кривых 1-5 является pesoиансной кривой ослабления СВЧ-сигна- 20 ла при фиксированном положении верхнего поршня и вертикальном перемещении нижнего поршня с шагом 0,2 мм— сдвиг резонанса по частоте между каждой из соседних кривых соответст" 25 вует перемещению нижнего поршня на

0,2 мм, прн этом кривая 3 соответствует положению поршня, обеспечивающему. максимальную добротность резонанса которая для образцов с tg8 = 30 !

= 1 — водные растворы, достигает

1000, пунктиром показана огибающая максимумов резонанса); на фиг.3 — зависимость параметров резонанса в измерительном СВЧ-резонаторе от диэлек"

35 трической проницаемости образца.

Кривая 1 получена при заполнении I трубки резонатора чистой водой (Е, =

30р tgS =! ); Кривая 2 — для О, 1Аного водного раствора 1:-бутанола 40 (— = 10 ) кривая 3 — для 1Х-ного

he -3

s аЕ водного раствора t-бутанола (— — =

10 ).

Измерительный СВЧ-резонатор для диэлектриков с большими потерями состоит из волноводной камеры 1 прямоугольного сечения, в широких стенках которой выполнены полости 2 и 3, оси

50 которых совпадают с осью диэлектрической трубки 4, В каждой из полостей размещен поршень 5 и 6, имеющий отверстие для пропуска диэлектрического стержня 4 из измеряемого материала или тонкостенной радиопрозрачной трубки, заполняемой измеряемой жидкостью. Пере-мещение поршней вдоль оси полости осуществляется с помощью регулировочных винтов 7 и 8.

Измерительный СВЧ-резонатор для диэлектриков с большими потерями работает следующим образом, Поскольку трубка 4, содержащая образец из диэлектрика с большим значением C и tg3, расположена в области максимума электрического СВЧ-поля волны Н, это обеспечивает сильное взаимодействие образца с распространяющимся СВЧ-сигналом и возбуждение в трубке 4, как в круглом диэлектрическом волноводе продольной волны типа F . Вследствие больших потерь ди1 л электрика электромагнитные волны . внутри объема трубки 4 быстро затуГ хают, и большая часть СВЧ-энергии распространяется вблизи поверхности трубки 4. Длина волны таких поверхностных волн уменьшена по сравнению с волнами в свободном пространстве и определяется значениями Е и tg3 образца или жидкости в радиопрозрачной трубке.

На концах трубки вблизи торцов подвижных поршней 5 и 6 происходит отражение поверхностных волн, и при условии, когда расстояние между подвижными поршнями 5 и 6 равно кратному числу длин волн, возникает резонанс, При изменении расстояния между подвижными поршнями 5 и 6 изменяется резонансная длина волны, Подбором положения подвижных поршней 5 и 6 в полостях 2 и 3 можно повысить коэффициент отражения стоячих поверхностных волн и получить максимальную добротность резонанса, которая также удовлетворяет условиям возникновения критической волны типа Н в волноводный камере 1 прямоугольного сечения вблизи диэлектрика, Формула изобретения

1 . Изме рительный СВЧ-резонатор для диэлектриков с большими потерями по авт.св. М 1307315, о т л и— ч а ю щ и и .с я тем, что, с целью повышения чувствительности, введен блок подстройки, выполненный в виде двух полостей, выполненных в широких . стенках волноводной камеры прямоугольного сечения и расположенных соосно с диэлектрической трубкой с закорачивающими подвижными поршнями, имеющими отверстия для пропуска диэлектрической трубки.

1465749 вител ьнос ти, диаметры полостей выполнены отличающимися.

2, Измерительный СВЧ-резонатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувстР М) Зб v f«C) Ри22

Составитель В.Ежов

Редактор И,Касарда Техред А.Кравчук Корректор С.Иекмар

Заказ 937/43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного коэятета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101