СВЧ резонатор для измерения температурных параметров диэлектриков Советский патент 1985 года по МПК G01R27/26 

СО 4

сл Изобретение.относится ктехнике измерений на СВЧ и может использоваться для измерения диэлектрическо проницаемости и тангенса угла, диэлектрических потерь диэлектриков на сверхвысоких частотах при высоки температурах. Известен СВЧ-рвзонатор для измерения параметров диэлектриков, выполненный в форме цилиндра, ограниченного с одной стороны неподвижной торцовой стенкой, а с другой - короткозамыкагощим -поршнем с исследуе1.1ЫМ образцом, причем участок СВЧ-ре зонатора, в котором расположен короткозамыкающйй поршень, выполнен в виде нагревателя l . Однако данный ,СВЧ-резонатор не обеспечивает высокую точность измерений. Наиболее близким техническим решением к изобретению является СВЧрезонатор для измерения температурных параметровдиэлектриков, содержащий отрезок круглого волновода, один конец которого короткозамкнут, а на другом установлен поршень для размещения образца исследуемого диэ лектрика, снабженный механизмом перемещения, и нагреватель z . Однако известный СВЧ-резонатор для измерения температурных параметров диэлектриков не обеспечивает высокую точность измерений, так как не позволяет измерить с высокой , точностью разность резонансных длин СВЧ-резонатора вез образца исследуе мого диэлектрика. Цель изобретения - повышение точ ,нести измерений. Цель достигается тем, что в СВЧрезонаторе для измерения температур ных параметров диэлектриков, содержащем отрезок круглого волновода, один конец которого короткозамкнут, а на другом, установлен поршень для размещения образца исследуемого диэ лектрика, снабженный механизмом перемещения , и нагреватель, на наружной поверхности отрезка круглого волновода выполнены кольцевые проточки, разделяющие ее-на участки, длина ка.-яшого из которых равна половине длины рабочей волны, а расстояние от короткозамкнутого конца отрезка круглого волновода до ближайшего участку кратно половине дли : ны рабочей волн.ы, при этом каждый участок снабжен нагревателем. К отрезку круглого волновода со сторон ы размещения йоршня подсоедийен тубус с патрубком для напуска/ газа. На чертеже приведен СВЧ-резонато для измерения температурных параметров диэлектриков. , СВЧ-резонатор для измерения температурных параметров диэлектриков содержит отрезок круглого .волновода 1, на наружной поверхности которого выполнены кольцевые проточки 2, разделяющие ее на участки 3, при этом один конец отрезка круглого волновода 1 короткозамкнут, а на другом установлен поршень 4 для размещения , образца 5 исследуемого диэлектрика, снабженный механизмом 6 перемещения, и нагреватель 7, а также тубус 8, снабженный патрубком 9 для напуска газа, а также водоохлаждаемый корпус 10, в котором размещен СВЧ- резонатор, теплоизоляцию 11, диэлектрическую прокладку 12, разделяющую СВЧ-резонатор на нагреваемую и охлаждаемую части, термопары 13, фиксатор 14 с вертикальной прорезью 15 и горизонтальными пазами 16, микрометрический винт 17, снабженный пальцем 18 для установки в горизонтальных Пазах 16 фиксатора 14. СВЧ-резонатор для измерения температурных параметров диэлектриков работает следуЕощим образом. Перед началом измерений палец 18 поворотом вокруг вертикальной оси выводится из горизонтального паза 16 и микрометрический винт 17 опускается до выхода поршня 4 из тубуса 8. На поршень 4 укладывается образец Б исследуемого диэлектрика и микрометрический винт 17 пальцем 18 поднимается до нижнего горизонтального паза 16. Пололсение микрометрического винта 17 и поршня 4 с образцом 5 в СВЧ-резонаторе фиксируется выводом пальца 18. К патрубку 9 присоединяется шланг, через который в нагреваемую часть СВЧ-резонатора поступает инертный газ под давлением 0,02-0,05 кг/см в процессе измерения. С помощью микрометрического винта 17 СВЧ-резонатор перестраивается на частоту измерения. После проведения измерений палец 18 выводится из горизонтального паза 16 и поднимается до следующего горизонтального паза 16 и фиксируется. Поршень 4 с исследуемым образцом 5 при этом поднимается и устанавливается в .-зоне с более высокой температурой, так как нагрев в каждом из участков осуществляется до различных температур. . СВЧ-резонатор вновь настраивается на частоту измерения-. Ход микрометрического винта 17 и результаты измерений Д9бротности СВЧ-резонатора в каждом случае регистрируются до достижения крайнего верхнего положения поршня 4 с образцом 5. После этого микрометрический винт 17 опускается в крайнее нижнее положение

с фиксацией пальца 18 в нижнем го-, ризонт-альном пазу 16 фиксатора 14, На нагреватели 7 подается напряжение, и температура участков нагреваемой части СВЧ-резонатора доводится до заданной. Затем СВЧ резонатор вновь настраивается в резонанс при всех фиксированных положениях микрометрического винта 17 (как описано выше) и определяется диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потер

по разности значений добротности и показаний микрометрического винта 17. Разность температур между участками лежит в пределах отнескольких десятков до 200-300с в зависимости от температурЬ среднего учйстка нагреваемой части СВЧрезонатора.

СВЧ-резонатор для измерения температурных параметров диэлектриков обеспечивает высокую тйчность измерений .

1. СВЧ-РЕЗОНАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ, содержащий отрезок круглого волновода, один конец которого короткозамкнут, а на другом установлен поршень для размещения образца исследуемого диэлектрика. снабженный механизмом перемещения, и нагреватель, отличающи йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, на наружной поверхности отрезка круглого волновода выполнены кольцевые проточки, разделяющие ее на участки, длина каждого равна половине длины рабочей волны, а расстояние от короткозамкнутого конца отрезка круглого волновода до ближайшего участка кратно половине длины рабочей волны, при этом каждый участок снабжен нагревателем. 2.СВЧ-резонатор по п.1, отличающийся тем, что к отрезку круглого волновода со стороны мещения поршня подсоединен тубус с патрубком для напуска газа.