Способ измерения диэлектрической проницаемости пленки с малыми потерями и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01R27/26 

том связи открытого резонатора является а переход от квазиотгисследуемая luicuKa, тического тракта к волноводному выполнен в виде прямоугольного рупора, установленного с возможностью осевого вращения. На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления способа измерения диэлектрической проницаемости атенки с малыми потерями. Устройство содержет открытый резонатор 1 с элементом связи, которым является исследуемая пленка 2, связанный с приемно-измерительным блоком 3 и через переход от квазиоптического тракта 4 к волноводному тракту 5, выполненный в виде прямоугольного рулона 6, установленного с возможностью осевого вращения - с источником 7 излучения. Способ реализуется следующим образом. В резонатор 1 вводится под углом 45° к его оси исследуемая пленка 2, которая исполь зуется в качестве элемента связи открытого резонатора. Резонатор 1 возбуждается частотно-модулированным сигналом с девиацией частоты СВЧ 10 МГц от источника 7 излучения с блоком 8 питания. Связь открытого резонатора 1 с приемником 9, который может принимать электромагнитное излучение обоих видов поля риза1ши, осуцдествляется с помощью диэлектри ческой пластины 10. Рупор 6 может вращаться вокруг оси посредством вращающегося сочленения 11. В результате можно менять поляризацию подаваемой на открытый резонатор 1 плоской волны. Для этой цели используются переходники 12 с прямоугольного вол новода на круглый. Плоская волна формируется линзой квазирптиюского тракта 4. Для уменьщения влияния паразитных колебаний между переходниками 12 устанавливается фильтр 13 паразитных колебаний. Для уменьщения связи открытого резонатора 1 с источником 7 излучения используется аттенюатор 1 Для уменьщения паразитных отражений за пленкой 2 устанавливается поглощаюпдий материал 15. При правильном расположении исследуемой пленки 2 форма амплитудно-частотной характеристики открытого резонатора 1, наблюдаемая на экране осциллографа 16, не искажена, значение ее максимально, и, что особенно важно, при вращении прямоугольного рупора 6 существует такое положение рупора, когда в резонаторе I возбуждаются колебания только одной поляризации. При неправильном расположении пленки 2 при вращении прямоугольного рупора 6 в открытом резонаторе 1 всегда возбуждаются колебания обеих поляри заций. 4 После усгановки исследуемой пленки 2 руор 6 устанавливается в таком положении, ри котором максимальные значения амшгитудо-частотных характеристик открытого резоатора 1, соответствующих колебаниям , когда вектор электрического поля араллелен плоскости исследуемой пленки 2, ТЕМ ei,oui,когда вектор магнитного поля пааллелен плоскости исследуемой пленки 2, имеют одно значение. Эта операция значительно упрощает измерение 2ufp, 2Afp и д. Разность между резонансными частотами Д{ и щирина1 2 л Г р и 2 А f р резонансной кривой открытого резонатора 1 измеряются с помощью осциллографа 16, используя вторичную модуляцию от генератора 17. Аналогичным методом при увеличении девиации частоты СВЧ измеряют разность частот между соседними основными модами FO, По измеренным значениям 2Afp , 2д{р2 FO с помощью выражения е.(У. Y &f (2Afp,-2Atp,)MJ определяют диэлектрическую проницаемость пленки 2. При средних добротностях oTKpijiToro резонатора Q 150000 минимальная тол1цина исследуемой пленки 2 ограничена десятками микрон. При увеличении добротности открытого резонатора минимальная толщина пленки 2 уменьщается. Способ повыщает точность измерения диэлектрической проницаемости исследуемой пленки с малыми потерями и упрощает процесс измерения. Формула изобретения 1. Способ измерения диэлектрической проницаемости пленки с малыми потерями и устройство для его осуществления, заключается в том, что исследуемую пленку помещают в резонатор, возбуждают его электромагнитной волной и измеряют характеристики резонатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и упрощения процесса измерения, изменяют плоскость поляризации электромагнитной волны до положения, при котором вектор электрического поля в резонаторе параллелен плоскости пленки, и измеряют ширину резонансной кривой резонатора 2л(р затем изменяют положение плоскости поляризации на 90° и измеряют ширину резонансной кривой 2 U f р2 , изменяют положение luiocкости поляризации на угол, меньший 90 , и измеряют разность между резонансными частотами u f одного и того же колебания ТЕМсу измеряют разность частот между соседними основными модами FQ н диэлектрическую проницаемость пленки, например, расположенной под углом 45° к оси резонато ра, определяют из выражения

2N-

У

И:

|(глг,,)

2. Устройство для осуществления способа измерения диэлектрической проницаемости пленки с малыми потерями по п. 1, содержащее открытый резонатор с элементом связи,

203756

связанный с приемно-измерительным блоком и через переход от квазиоптического тракта к волноводному с источником излучения, отличающееся тем, что элементом связи открытого резонатора является исследуемая пленка, а переход от квазиоптического тракта к волноводному, выполнен в виде прямоугольного рупора, установленного с возможностью осевого вращения. 10Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Degen ord l.,CoeertHonPD ТИИЭР 1966, № 4, с. 83-86 (прототип).