Способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ Советский патент 1989 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах (СВЧ), в частности к технике измерений комплексной диэлектрической проницаемости 8 е +1е и комплексной магнитной проницаемости +i(/ на СВЧ.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная схема, поясняющая первую серию измерений; на фиг. 2 - структурная схема, поясняющая вторую серию измерений, реализующих способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ.

Структурные схемы включают последовательно расположенные антенну 1, исследуемый материал 2, промежуток 3, заполненный диэлектриком, металлический экран 4, дополнительную диэлектрическую пластину 5.

Способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ реализуют следующим образом.

В первой серии измерений электромагнитное излучение, например, от панорамного измерителя КСВН через антенну 1 направляют на структуру, состоящую из исследуемого материала 2, представляющего собой плоскопараллельную пластину, промежутка 3, заполненного .диэлектриком, например в виде диэлектрических прокладок, и металлического экрана 4, причем в процессе измерений металлический экран прижимают через диэлектрические прокладки к образцу.

Ј

оо оо

00

so

Изменением количества диэлектрических прокладок меняют расстояние между исследуемым материалом 2 и металлическим экраном 4. Измеряют коэффициенты отражения от такой структуры, например, при восьми различных значениях промежутка 3. Значения промежутка 3 выбирают так, чтобы зависимость коэффициента отражения от величины промежутка проходила через минимум.

Во второй серии измерений между исследуемым материалом 2 и металлическим экраном 4 помещают диэлектрическую пластину 5 с известными параметрами в п и е„. Толщину пластины 5 dn и ее параметры выбирают такими, чтобы разность между

максимальным и минимальным значением коэффициента отражения от структуры была максимальной. Затем измеряют коэффициенты отражения от такой структуры, на - 5 пример, при восьми значениях промежутка 3, при этом как и в первой серии измерений значения промежутка 3 выбирают так, чтобы зависимость коэффициента отражения от значения величины промежутка проходила через минимум.

0 Из измеренных зависимостей значения Ј и ц исследуемого материала определяют методами нелинейного программирования, например, как величины, минимизирующие функцию невязок, характеризующую средне5 квадратичную экспериментальную ошибку

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности. В первой серии измерений электромагнитное излучение от панорамного измерителя КСВН через антенну направляют на структуру, состоящую из исследуемого материала (ИМ), промежутка, заполненного диэлектриком в виде диэлектрических прокладок, и металлического экрана (МЭ). Изменением кол - ва диэлектрических прокладок меняют расстояние между ИМ и МЭ. Измеряют коэф. отражения от такой структуры при восьми различных значениях промежутка. Во второй серии измерений между ИМ и МЭ помещают диэлектрическую пластину с известными параметрами ε¹_N и ε²_N. Толщину пластины и ее параметры выбирают такими, чтобы разность между максим. и миним. значениям и коэф. отражения от структуры была максимальной. Затем измеряют коэф. отражения от такой структуры, как и в первой серии. Из измеренных зависимостей ε и *98M ИМ определяют методами нелинейного программирования, например, как величины, минимизирующие функцию невязок, характеризующую среднеквадратичную экспериментальную ошибку. Даны иллюстрации структур, поясняющие серии измерений. 2 ил.

OL.

i

n + m

V.S R(d,)-R(T1)(d,,e,fi)(2)(dJ)-R(dJ,e,2,

rAeRVJ(d,) и RV2)(d,)-RU)(d., мИ-) и R(2)(d, ; 7П ся в измерении коэффициентов отражения е, л.) - соответственно теоретические и измеренные коэффициенты отражения в первой и второй сериях измерений;

пит - количество измерений в первой и второй сериях соответственно; , 2, ..., п; ,2, ...,m;

d, - расстояние между исследуемым материалом и металлическим экраном;

d, - расстояние между диэлектрической пластиной и металлическим экраном.

Формула изобретения

Способ определения бикомплексных параметров материалов на СВЧ, заключающий электромагнитной волны от структуры, включающей исследуемый материал и металлический экран и ориентированной перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны, при различных рас25 стояниях между исследуемым материалом и металлическим экраном с последующим расчетом искомых параметров путем минимизации функции невязок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, между исследуемым материалом и металлическим

30 экраном вводят диэлектрическую пластину с извесными параметрами ел, dn, где dn - толщина пластины, измеряют коэффициенты отражения электромагнитной волны при различных расстояниях между диэлектрической пластиной и металлическим экраном, а иско35 мые параметры рассчитывают путем минимизации функции невязок

-/2 (d,,&,ii)4 | .e,2,

n+m r,aeR(d,) и R(d,, e, Јi), R(2)(dy) и R(T2)X

X(d,, Ј, (1) - соответственно измеренные и рассчитанные коэффициенты отражения от структуры до и после введения 45 диэлектрической пластины;

d, - расстояние между исследуемым материалом и металлическим экраном;

п - количество измерений до

введения пластины;

i 1,2, ..., п; ё, ц - искомые па

m - количество ле введени кой пласти

d, - расстояние трической таллически

j 1,2, ...,m.

ся в измерении коэффициентов отражения

электромагнитной волны от структуры, включающей исследуемый материал и металлический экран и ориентированной перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны, при различных расстояниях между исследуемым материалом и металлическим экраном с последующим расчетом искомых параметров путем минимизации функции невязок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, между исследуемым материалом и металлическим

экраном вводят диэлектрическую пластину с извесными параметрами ел, dn, где dn - толщина пластины, измеряют коэффициенты отражения электромагнитной волны при различных расстояниях между диэлектрической пластиной и металлическим экраном, а искомые параметры рассчитывают путем минимизации функции невязок

введения диэлектрической пластины;

i 1,2, ..., п; , ц - искомые параметры;

m - количество измерений после введения диэлекричес- кой пластины;

d, - расстояние между диэлек трической пластиной и- ме таллическим экраном;

j 1,2, ...,m.

з 5 г

Фиг. 1

Фиг. 2