|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Cílem této diplomové práce je vývoj měřicího pracoviště pro metodu měření komplexní permitivity ve volném prostoru. Na začátku diplomové práce je metoda popsána. Dále je pozornost zaměřena na diskusi týkající se elektromagnetických vlastností hmoty, srovnáním používaných metod pro měření komplexní permitivity, interakcí rovinné elektromagnetické vlny s rovinnou nekonečnou deskou obecného dielektrického prostředí a popisem vyzařovacích diagramů mikrovlnných antén. Ve zbytku práce je navrženo a vyrobeno měřicí pracoviště pro metodu měření ve volném prostoru. Jako zářič je vybrána pyramidální trychtýřová anténa. Anténa je navržena včetně přechodu koaxiální kabel – vlnovod v programu CST Microwave Studio, následně vyrobena ve dvou vzorcích a změřena. V závěru je vyrobené měřicí pracoviště využito k měření komplexní permitivity.
Vzorky měřených materiálů, které vkládají
do koaxiálního vedení nebo vlnovodu musí přesně vyplňovat jejich vnitřek,
aby mezi stěnami vzorku vedení nebo vlnovodu nevznikly nežádoucí mezery, které
by silně ovlivňovaly přesnost měření. Testovaný vzorek sice během měření
nezničí, ale pro potřeby měření musí být přesně opracován tvarů, které určuje
koaxiální vedení, vlnovod nebo rezonátor. při měření vlastností
materiálů při vysokých teplotách nelze rezonátory ohledem jejich mechanické
poškození vůbec použít.3. Pro tuto skutečnost jsou výhodnější rezonátory,
protože zde může měřený vzorek zaplňovat pouze část rezonátoru, případně může tvořit
část nebo celou některou jeho stěnu.3 Metody mikrovlnného měření komplexní permitivity
1.1 Měření komplexní permitivity koaxiálních vedeních,
vlnovodech rezonátorech
Tento druh mikrovlnného měření propracován velmi detailně díky své relativní
jednoduchosti vyplývající umístění měřeného vzorku přímo vlnovodu
nebo rezonátoru, kterém přesně definováno elektromagnetické pole. Uvedená metoda uplatňuje pásmu X,
. Tyto popsané
metody však nelze řadě praktických případů použít, protože většinou nevyhovují
požadavkům měření komplexní permitivity různých materiálů dielektrických prostředí
bezkontaktním nedestruktivním způsobem. těchto případech velmi výhodné provádět měření pomocí
mikrovlnného sondování neznámých vzorků volném prostoru. Především potřeba vytvořit takový anténní systém,
který bude vysílat rovinnou elektromagnetickou vlnu přesně vymezeného objemu
a který zaručí, rovinná elektromagnetická vlna bude zcela procházet měřeným
vzorkem při zanedbatelné difrakci dopadající energie hranách vzorku. Metoda
měření volném prostoru velmi výhodná především pro měření vlastností
deskových materiálů může být velmi jednoduše použita pro plynulou kontrolu
vlastností materiálů při sériové výrobě dielektrických polovodičových součástek.3.5
1.
Úspěšně může být využita chemickém průmyslu, biologii, medicíně řadě dalších
oborů. Při měření pomocí
dielektrického vlnovodu lze měřit vzorky příčnými rozměry menšími, než vlnová
délka sondujících elektromagnetických vln λ0[1]. zvláštních případech např. Kromě toho je
potřeba potlačit nežádoucí odrazy sondující vlny anebo jejich vliv měření
při vyhodnocování respektovat[1].
I přes tyto velké možnosti širokého praktického využití existují této metodě
skutečnosti, které sebou přinášejí několik velmi závažných problémů, které silně
ovlivňují přesnost měření.2 Měření komplexní permitivity dielektrických materiálů
a prostředí volném prostoru
Mikrovlnné měření komplexní permitivity dielektrických materiálů prostředí
ve volném prostoru zcela bezkontaktní nedestruktivní.
1. Měření může být prováděno
při nízkých vysokých teplotách, silných elektrických magnetických polích
