Устройство для измерения диэлектрической проницаемости материалов Советский патент 1984 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к радиоиз рительной технике, а именно к изме рителям диэлектрической проницаемо ти СВЧ -методами, и предназначено д контроля качества материалов, вьту каемых радиотехнической промьппленностью. Известно устройство, реализующе методы измерений с помощью накладных СВЧ систем. В этом устройстве исследуемьш материал прикладываетс к открытому концу линии передачи. При этом используют отрезок коакси с уменьшающимися диаметрами внешне и внутреннего проводников l. К недостаткам такого устройства относятся сравнительно невысокая .точность измерения и необходимость в сложной регистрирующей аппаратур Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения диэлектрической проницаемое т i материалов, содержащее измерительную камеру, подключенную к активному элементу для генерации СВЧ колебаНИИ с резистором в цепи питания, делитель напряжения, подключенный параллельно цепи питания и индикаторный элемент между резистором и плечами делителя 2}. Недостатком известного устройства является сравнительно низкая точность измерения. Цель изобретения - повьпиение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения диэлектрической проница мости материалов, содержащем из мерительную камеру, подключенную к активному элементу для генерации СВЧ колебаний с резис-. тором в цепи питания, делитель напряжения, подключенный параллель но цепи питания и индикатор между резистором и плечами делителя,центральный проводник с одной стороны камеры в виде отрезка коаксиальной линии передачи вьтолнен выступающим за пределы внешнего проводника на расстояние не более 0,3 длины волны, а с другой стороны камера включена в цепь базы активного эле мента в виде СВЧ транзистора. Кроме того, выступающая часть проводника полностью помещена в диэлектрический цилиндр длиной не более 0,3 X В/УГ , где Л р, дпина волны; t - диэлектрическая проницаемость материала цилиндра. На чертеже приведена схема устройства. Устройство содержит активный элемент в В1еде СВЧ транзистора 1, измерительную камеру 2 в виде, отрезка коаксиальной линии, центральный проводник 3 камеры, источник 4 питания, плечи делителя 5 напряжения, индикатор 6, резисторы 7 и 8 в цепи питания транзистора, диэлектрический цилиндр 9. Параллельно цепи эмиттер-коллектор транзистора подключен делитель 5 напряжения-на резисторах 5-1, 5-2. Между коллектором транзистора 1 и плечами делителя 5 включен индикатор 6, Измерительная камера 2 включена в цепь базы и представляет собой отрезок коаксиальной линии передачи, центральный проводник 3 которой выполнен выступающим за пределы внешнего проводника на расстояние не больше 0,3 Xfe при этом выступающая часть проводника может быть помещена в диэлектрический цилиндр 9, при этом длина выступающей частн олжна быть не больше 0,3 Ли /У где - диэлектрическая проницаемость материала цилиндра. Предлагаемое устройство работает следующим образом. После подключения к источнику питания устанавливают нуль на |Индикаторе, например, с помощью переменного резистора 5-2. Затем прижимают исследуемьш диэлектрик к выступающей части центрального проводника коаксиала. По величине сигнала разбаланса, фиксируемого индикатором, судят о величине диэлектрической проницаемости.Появление сигнала разбаланса связано с тем, что режим работы транзистора по постоянному - току зависит от элементов его СВЧ схемы. При этом большее влияние оказьшает изменение элементов СВЧ в цепи базы, так как небольшое изменение режима в цепи базы приводит к существенному измерению режима в цепи коллектора. Вьтолнение центрального проводника коаксиальной линии выступающим за ределы внешнего проводника приво3дит к увеличению концентрации поля на его конце по сравнению со случаем, когда его длина равна длине внешнего проводника, и следова11149794дельно, к увеличению степени взаимодействия с исследуемым диэлектриком и, в конечном итоге, к повышению чувствительности.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее измерительную камеру, подключенную к активному элементу для генерации СВЧ колебаний с резистором в цепи питания, делитель напряжения, подключенный параллельно цепи питания и индикатор между резистором и плечами делителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, центральный проводник с одной стороны камеры в виде отрезка коаксиальной линии передачи выполнен выступающим за пределы внешнего проводника на расстояние не более 0,3 длины волны, а с другой стороны камера включена в цепь базы активного элемента в виде СБЧ транзистора. (Я 2. Устройство по П.1, отличающееся тем,что выступающая с часть проводника полностью помещена в диэлектрический цилиндр длиной не более 0,3 где Л - длина волны, t - диэлектрическая проницаемость материала цилиндра. 4 со со