СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДИЭЛЕКТРИКА Советский патент 1971 года по МПК G01R27/26 

Известны способы измерения диэлектр;ической проницаемости материалов, базирующиеся :на анализе отраженных или прошедших через образец электромаглитных колебаний, поляризованных в одной з двух взаимио ортогональных плоскостях.

Однако известные способы обладают сравнительно сложным процессом приготовления образца и измерения, а также недостаточне точны.

По предлагаемому способу с целью повышения ТОЧ1НОСТИ и упрощения процесса измерения .измеряют отношение уровня сигнала, отраженного от диэлектрика, к уровню сигнала, падающего на диэлектрик, измеренных в одном канале.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способ-а; на фиг. 2 - кривые для определения е.

Сигнал, направляе.мый из генератора / на плоскость X-X исследуемого материала под угло,м 45°, частичио проходит в направлении II, а частично отражается в направлении III к измерителю 2 отношения.

Сравнение .мощности сигнала, отраженного от материала, Рщ с .мощностью сигнала, .падающего на него, PI лоэволяет определить отосительную диэлектрическую проницаемость этого материала. Это можно сдел.ать, используя формулу

(е- 1)2

+ (2s -l)ctg 2nd-i/1

IT К 2

где е - относителыная диэлектрическая про ницаемость исследуемого мате риала;

d - толщина его;

К - длина волны СВЧ колебаний, н которой произ-водится измерение. Мощность падающего сигнала PI .можнс индицировать непосредственно в плоскости где помещается диэлектрик, но при этом воз никают трудности, связанные с .необходимостью учета дифракционных .потерь ,на участке диэлектрик - детектор при индикации мощности отраженного сигнала Рщ Отсутствие такого учета .может привести к большим погрешностям в .измерении. Е.СЛИ же для индикации Р( исследуе.мый материал заменить в плоскости X-X металлическим, полностью отражающи.м зеркалом, то падающий сигнал , как и сигнал от диэлектрика, отразится в направлении III, т. е. п|ути этих сигналов станут идентичными, и тогда влиянием диф ракционных потерь при измерении отношени .можно пренебречь.

димо замерить отаошение м.ощно.стей, отраженных от измеряемого диэлектрика и металла. При измерениях -может быть внесена погрешность за счет влияния краев диэлектриков :или металла, паэтому размеры материнлов должны быть взяты больше .раз-меров пятна Сигнала на,плоскости, в которой расположен материал.

Удобно для непосредственного оп|ределе«ия 8 предварительно построить графики зависимости е от d/A для ряда значений P ii/Pi Несколько таких кривых «зображено нафит. 2.Из этих графиков видно, что точность метода возрастает при отношениях d/K, icoo-TBeTCTByroщих точкам кривой, близким к наибольшим значениям PHI/ Pi Кроме того, из графиков также видно, что однозначное определение отиооительной диэлектрической провицаемости -материалов орраяячивается значением d/X р:;0,14. При больших отношениях d/ABo,npeделении g появляется н-еодноз«ачность, чтобы ее разрешить, необходимо произвести дополнительно аналогичные измерения на другой волне или взять материал иной толш,ины.

Измерения по предложенному способу можно осуществлять на установке, и,меюш;ей два волно-водно-лучевых перехода, согла-оо-в-анных со свободным пространством и обеспечивающих плоскопараллельный, или слегка сходящийся, пучок. Один «3 этих переходов -соединяется с измерительным генератором 1, а второй - с детектором и измерителем 2 отношений. Расстояние от волноводно-лучевого перехода, соеД|И1ненно-го с генератором / до испытываемого диэлектрика, вы-бир ается порядка трех-четырех диаметров апертуры нерех-ода, а общий путь луча между возбудителями должен быть не более расстояния Релея.

Предлагаемый способ отличается простотой и пр.и правильном выборе отношен ия А/К широкодиапазонностью.

Измерения по данному способу .могут быть легко автоматизированы. Для этого нулшо применять механический переключатель, обеспечивающий замену в плоскости X-X диэлектрика металло:м.

Предмет изобретения

Способ из-мерения относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика в пленки или тонких пласти,н, основанный на явлении отражения элвктроматн-и-тной энергии от дивлектрижа, отличающийся тем, что, с целью ПОвышевия точности и упрощения процесса из-мерения, измеряют отношение уровня сигнала, отраженного от диэлект ри-ка, к уровню сигнала, падающего на диэлектрик, измеренных в одном канале.

ki

tS

J

:.5

.2

0,02 № ОРВ О.Ов OJ 0)2 OJ4 т 0.S 0,2 ОД 0.2

А

Фи,; г