ратами? gt; 200. Для зменшення великого відображення перед зразком ставилася пластинка з речовини з малим кутом втрат і
Цей метод зручний і при вимірюванні температурної залежності? і tg ?, але було необхідно використовувати термостатичні секції. В цьому випадку ? вимірювалося з точністю порядку 1.5-3%, а tg? з точністю порядку 10-20%.
Можна так само використовувати поверхневе відображення хвиль, що поширюються у вільному просторі, від зразка. У цьому випадку зразок доводиться перетворювати в узгоджене навантаження, щоб хвилі не відбивалися від його задньої стінки, а тільки від передньої. Або застосовується метод нормального падіння.
Формули для визначення? і tg? виходять з формул Френеля:
, (1.14)
, (1.15)
де - коефіцієнт поверхневого відображення. До недоліків можна віднести - втрати на дифракцію і те, що при довільному куті падіння формули ускладнюються.
На малюнку 1.1 представлена ??схема установки для даного експерименту:
- генератор, 2 - атенюатор, 3 - лінія з зондом, 4 - антена, 5 - випробуваний діелектрик, 6 - поглинаючий екран. За допомогою лінії зондом вимірюють відбиття від зразка, а потім від металевого листа, поставленого перед антеною. Якщо антена узгоджена з простором, то ставлення 2 виміряних віддзеркалень дасть шуканий коефіцієнт відбиття.
.3 Методи, засновані на вивченні хвиль, що пройшли через діелектрик
У цих методах розглядається проходження хвиль через діелектрик, що знаходиться як в деякій направляючої системі (хвилевід), так і у вільному просторі. У цьому випадку міряється комплексний коефіцієнт передачі плоскої хвилі, падаючої нормально на межу двох діелектриків:
(1.16)
Вимірювання амплітуди і фази коефіцієнта передачі дає можливість визначити комплексну діелектричну проникність навколишнього середовища. При наявності малих втрат вдається позбутися від трансцендентності в рівняннях, що виходять при визначенні дійсної та уявної частини коефіцієнта діелектричної проникності. Для хвиль типу Н у хвилеводі з критичною довжиною хвилі вирази для? і tg? придбають наступний вигляд:
, (1.17)
, (1.18)
(Непера на одиницю довжини) (1.19)
(радіани на одиницю довжини)
??- Загасання, ??- Зсув фази,? l - товщина зразка, - довжина хвилі в системі.
Для випадку нормального падіння хвиль на зразок (при використанні двопровідних і коаксіальних ліній) формули для визначення? і tg? перетворяться в наступний вигляд:
, (1.20)
. (1.21)
Помилки для даного методу в принципі аналогічні помилкам для методу вимірювальної лінії, але позначається ще трудність підгонки зразка до розмірів вимірювального хвилеводу і необхідність застосування узгодженої навантаження за зразком, для уникнення відображення.
Ще більш спрощується пошук? при використанні хвиль, що поширюються у вільному просторі. Діелектрична проникність обчислюється по різниці фаз коливань, що поширюються у вільному просторі і досліджуваному діелектрику. Вимірювання тангенса кута втрат засноване на вимірюванні ослаблення потужності коливань, що поширюються в діелектрику і вільному просторі.
Від генератора (1) сигнал потрапляє в Т - розгалуження (2). З одного плеча через атенюатор (5) сигнал потрапляє на передавальний рупор (6). З другого плеча - через атенюатор (3) на детектор (4). Без зразка (8) переміщенням рупора (6) домагаються попадання на детектор сигналу в протифазі, і при цьому прилад 9 показує мінімум відхилення. Приміщення зразка порушує протівофазного, стає можливість визначити зсув фази.
Формула для визначення?:
, (1.22)
де?- Величина зсуву рупора, необхідна для відновлення фази, а d - товщина зразка. Тангенс кута втрат визначається приладно. Для пояснення наведена схема на малюнку 1.3:
- генератор; 2 - атенюатор; 3 і 4 - рупора; 5 - зразок; 6 - детектор; 7 - підсилювач; 8 - індикатор. Визначається величина сигналу без зразка, потім вставляють зразок і виведенням атенюатора домагаються такого сигналу, у якого величина дорівнює сигналу у відсутності зразка. Різниця показань аттенюатора визначає величину затуханий у зразку. По ній, за відомою товщині зразка та за відомою? і визначається tg ?. Точність відліку зсуву фази може бути дуже високою, що і визначить високу точність вимірювання.
Цей метод хороший при вимірах на короткохвильової частини сантиметрового і навіть міліметрового діапазону довжин хвиль. До недоліків можна віднести необхідність наявності зразків настільки великих розмірів, щоб уникнути дифракційних втрат і ймовірність повного внутрішнього відображення за рахунок ефекту Брюстера.
.4 Резонансні методи
Можна будь-яку передавальну лінію переробити в ре...
