Коаксиальная измерительная ячейка для широкополосных измерений диэлектрической проницаемости

И.П. Молостов; В.В. Щербинин

doi:10.14258/izvasu(2015)1.2-09

И.П. Молостов Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия) Email: ilia_9090@mail.ru
В.В. Щербинин Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия) Email: scherbinin@phys.asu.ru

https://doi.org/10.14258/izvasu(2015)1.2-09

Ключевые слова: коаксиальный волновод, диэлькометрия, КСВН, измерительная ячейка

Аннотация

Рассмотрено несколько вариантов конструкции коаксиальных ячеек, рассчитанных на работу в линии передачи с волновым сопротивлением 50 Ом и предназначенных для измерения комплексной диэлектрической проницаемости дисперсных и жидких материалов в диапазоне частот от 0.01 до 16 ГГц. Проведено численное моделирование коаксиальных ячеек с использованием метода конечных разностей во временной области. Проанализировано распространение ТЕМ-волны через ячейки и рассчитаны их S-параметры. Выполнен сравнительный анализ рассмотренных ячеек и сделаны выводы о возможности их использования для проведения точных измерений комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 0.01 до 16 ГГц. Рассмотрены особенности различных вариантов конструкции коаксиальной ячейки с точки зрения технической реализации. Приведены экспериментальные результаты коэффициента стоячей волны напряжения для одного из вариантов предлагаемых конструкций. Наблюдается хорошее согласование экспериментальных данных с результатами численного моделирования в диапазоне частот 0.01–12 ГГц. Расхождение модельных и экспериментальных данных в диапазоне частот 12–16 ГГц можно объяснить погрешностями в геометрии ячейки и конечной проводимостью используемых проводников.

DOI 10.14258/izvasu(2015)1.2-09

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

И.П. Молостов, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия)

аспирант кафедры радиофизики и теоретической физики; младший научный сотрудник

В.В. Щербинин, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия)

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиофизики и теоретической физики; научный сотрудник

Литература

Брандт A.A. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. - М., 1963.

Gorriti A.G., Slob E.C. Comparison of the different reconstruction techniques of permittivity from S-parameters // Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on. - 2005. - Vol. 43, №9.

Folgero K. Broad-band dielectric spectroscopy of low-permittivity fluids using one measurement cell // Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on. - 1998. - Vol. 47, №4.

Bois K.J., Handjojo L.F., Benally A.D. et al. Dielectric plug-loaded two-port transmission line measurement technique for dielectric property characterization of granular and liquid materials // Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on. - 1999. - Vol. 48, №6.

Yee K. Numerical solution of initial boundary value problem involving Maxwell’s equations in isotropic media // Trans. Antennas Propagat., IEEE Transactions on. - 1966. - Vol. 14, №2.

Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М., 1989.

Кац Б.М., Мещанов В.П., Фельдштейн А.Л. Оптимальный синтез устройств СВЧ с Т-волнами. - М., 1984.