Способ определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при измерении диэлектрической проницаемости радиотехнических материалов.

Цель изобретения - повышение точнести определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков.

Устройство для определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков состоит из блока питания СВЧ-генератора 1, СВЧ-генератора 2, поляризатора 3, первого уголкового поворота 4, диэлектрической призмы 5 второго уголкового поворота 6, разделителя 7 поляризации отраженной волны первого и второго преобразователей 8 и 9 сигналов, измерителя-10 отношений двух напряжений, экстрематора 11, генератора 12 тактовых импульсов, счетчика 13, индикатора 14, шагового двигателя 15, измерительного столика

16и исследуемого листового диэлектрика 17. Перед началом измерений контролируемый листовой диэлектрик

17помещают на основание диэлектрической призмы 5 путем поднятия измерительного столика 16.

Устройство для определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков работает следующим обра- . зом.

Амплитудно-модулированная волна от СВЧ-генератора 2 проходит через поляризатор 3, после которого становится линейно поляризованной, и попадает науголковый поворот 4, который направляет СВЧ-волну перпендикулярно боковой грани на основание диэлектрической призмы 5. В поляризаторе 3 плоскость поляризации волны устанавливается равной 45относительно miocкости падения. Таким образом в падающей волне имеются две равные по величине ортогональные составляющие: лежащая в плоскости падения и перпендикулярная к ней. Отраженная СВЧ- . волна попадает во второй уголковый поворот 6, который направляет ее в

разделитель 7, выполненный нА основе одномерной проволочкой решетки. Он разделяет отраженную волну на две ортогональные составляющие, соответствующие малой и большой полуосям эллипса поляризации, и направляет их на первый 8 и второй преобразователи 9 сигналов. Напряжение с первого и второго преобразователей сигналов СВЧ-излучения одновременно поступает ,на входы измерителя 10 отношений двух напряжений, с выхода которого сигнал, определяющий эллиптичность отраженной СВЧ-волны, поступает на вход экстрематора 11, выполненного на основе операционного усилителя с нелинейной обратной связью. После включения генератора 12 импульсы поступают с выхода генератора на счетчик 13 и управляющий вход шагового двигателя 15. Вд1Л шагового двигателя 15 механически связан с измерительньм столиком, перемещающимся вместе с исследуемым листовым диэлектриком, перпендикулярно основанию диэлектрической призмы 5.

Работа генератора 12 и, следовательно, шагового двигателя 15 продолжается до тех пор, пока не поступит сигнал с экстрематора 11, который выключает генератор 12. Экстрематор 11 срабатывает только в том случае, если эллиптичность отраженно СВЧ-волны принимают экстремальное значение. После выключения генератора 12 число импульсов, записанное в счетчике 13, пропорционально величине смещения измерительного столика 16 или толщине воздушного слоя между исследуемым листовым диэлектриком 17 и основанием диэлектрической призмы 5. Толщина воздушного слоя однозначно связана с величиной диэлектрической проницаемости материалов для малых величин диэлектрической проницаемости. Отградуировав шкалу индикатора 14 в соответствующих единицах, можно непосредст.венно считать значение диэлектрической проницаемости исследуемого -.листового диэлектрика после выключения генератора 12 экстрематором 11,

MI

13

/2

f 7 iY.

f

.т

1. Способ определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков, заключающийся в том, что исследуемый листовой диэлектрик облучают линейно поляризованной электромагнитной волной, разделяют отраженную волну, на ортогональные составляющие и определяют ее эллиптичность, отличающимися тем, что, с целью повыщения точности, при измерении листовых диэлектриков с малым З1начением диэлектрической проницаемости, исследуемый .листовой диэлектрик облучают через введенную диэлектрическую призму с углом при основании, большим критического, при это основание параллельно поверхности исследуемого листового диэлектрика. изменяют расстояние между ними, фиксируют то его значение :( , при котором эллиптичность (отраженной волны принимает минимальное значение, определяют диэлектрическую проницаемость листового диэлектрика по зависимости, связьшающей ее со значением d . 2. Устройство для определения диэлектрической проницаемости листовых диэлектриков, содержащее СВЧгенератор, соединенный с поляризатором, разделитель поляризации отраженной волны, к выходам которого соответственно подсоединены первый и второй преобразователи сигнала, (Я выходы которых соединены соответственно с входами измерителя отношений, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности при измерении листовых диэлектриков с малым значением диэлектрической проницаемости, введена диэлектричес l кая призма с углом при основании, О) большим критического, при этом осIN9 нование размещено параллельно исОд следуемому листовому диэлектрику, Од который установлен с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном основанию, а между выходом измерителя отношений и входом индикатора последовательно включены экстрематор, генератор тактовых импульсов и счетчик.