SU1550436A1 - Способ определени диэлектрической проницаемости материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению электрических параметров материалов, в частности к измерению диэлектричесой проницаемости. Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Способ заключаетс  в том, что плоскую поверхность диэлектрического материала облучают СВЧ-излучением переменной частоты, пол ризованным в плоскости падени , с гаусовым распределением мощности по сечению пучка, регистрируют отраженное излучение под двум  углами, один из которых больше, другой меньше угла падени , угол Брюстера определ ют по наличию отраженного излучени  равной интенсивности при двух углах регистрации и, исход  из величины угла Брюстера, вычисл ют диэлектрическую проницаемость. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике н может быть использовано дл  неразрушающего контрол  диэлектрической проницаемости материалов в химической, радиотехнической и т.д. промышленности.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

На чертеже показана блок-схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.

Сущность способа состоит в том, что провод т облучение контролируемого материала электромагнитной СВЧ волной переменной частоты, последовательно измен ют угол папени , регистрацию отраженного излучени  и определение угла Брюстера, по которому вычисл ют диэлектрическую проницаемость . Причем облучение контролируемого материала производ т гауссовьм СВЧ пучком, пол ризованным параллельно плоскости падени , отраженное излучение одновременно регистрируют под двум  углами, один из которых больше, а другой меньше угла падени , а угол Брюстера Ликсируют по наличию отраженного излучени  равной интенсивности при двух углах приема. Волна основного типа лучевода имеет гауссово распределение напр женности электрического пол  в поперечном сечении лучевода . При падении таких пучков конечной апертуры или аналогичных им на границу раздела двух материалов наблюдаетс  р д эсЬфектов, отличных от случа  падени  плоской волны, а именно продольное и боковое смешение СВЧ

сл

СП

о

Јь СО 6Э

пучка, распространение отраженного пучка под углом, не равным углу падени , расщепление отраженного пучка на два пучка и т.д. Указанные эффектынаиболее сильно сказываютс  при внутреннем отражении и исключение при проведении измерений приводит к дополнительной погрешности.

Данный способ измерений диэлектри- ческой проницаемости позвол ет у читывать параметры зондирующих СВЧ пучков и, более того, основан па эффекте расщеплени  отраженного пучка на два пучка, распростран ющихс  по/т углами Доб относительно угла падени . изи- чески данный эффект объ сн етс  тем, что пучки СВЧ волн (например, с гауссовым распределением) можно рассматривать как суперпозицию набора плос- ких волн различных амплитуд и направлений . Поскольку амплитуда и Лаза отраженной плосковолновой компоненты завис т от угла падени , т.е. дл  разных компонент различны, отражен- ный пучок может распростран тьс  под углом, отличным от угла падени . Если угол падени  СВЧ пучка, пол ризованного параллельно плоскости падени , равен углу Брюстера после отра- жени  формируютс  два пучка, распростран ющихс  поп; углом j;koi,K углу Брюстера. Таким образом, показано, что величина Д об определ етс  следующим соотношением:

, -$2 JR(sintfp)/ coso4 g ,. 100 - K,W0 (K1W0)r/R(sinoie)/ U

/Р(«

где о(.в - угол Брюстера;

К, - волновое число в первой среде;

2W0 - ширина пучка;

siting)/ - производна  от модул  ко- эФФипиента отражени  по sinoi.

Такт образом, анализиру  распределение электромагнитного пол  отраженной СВЧ волны, угол Брюстера с вы- сокой степенью точности можно зафиксировать по возникновению двух отраженных пучков .

Q 5 0 5 0

5

0

45

д

Устройство содержит автоматический свип-генератор 1 , блок 2 питани  генератора, волноводно-лучевой переход 3, пол ризатор 4, излучающую 5 и приемные 6 и 7 антенны в виде открытых концов лучеводов, волноводно-лучевые переходы 8 и 9, приемники 10 и И излучени , компаратор 12 и диэлектрическую призму 13. Контролируемый материал 14 устанавливают на основание призмы 13.

Способ осуществл ют следующим образом .

Пучок электромагнитных линейно-пол ризованных параллельно плоскости падени  электромагнитных волн переменной частоты направл ют под углом на контролируемый материал через диэлектрическую призму. Измен ют угол падени  и регистрируют отраженное излучение одновременно под двум  углами , один из которых меньше, а другой больше на 1 - 5° угла падени . Угол Брюстера Фиксируют по наличию отраженного излучени  равной интенсивности при двух углах приема и по известным соотношени м вычисл ют диэлектрическую проницаемость.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  диэлектрической проницаемости материалов, заключающийс  в том, что плоскую поверхность исследуемого материала облучают электромагнитной СВЧ-волной переменной частоты, последовательно измен ют угол падени , регистрируют отраженное излучение и определ ют угол Брюстера, исход  из величины которого вычисл ют диэлектрическую проницаемость,о т- л и ч а ю щ и и -с   тем, что, с целью повышени  точности измерений, облучение материала производ т СВЧ гауссовым пучком, пол ризованным параллельно плоскости падени , отраженное излучение одновременно регистрируют под двум  углами, один из которых больше, а другой меньше угла падени , а угол Брюстера определ ют по наличию отраженного излучени  равной интенсивности при двух углах приема.

   w