|
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.
1) vyjádřit tvaru[1]
( )δεε tgi1
~
−= (3.10-12
F/m )
ω kruhová frekvence elektromagnetické vlny 2πf )
i ..
Definice komplexní permitivity[1]
,
εε 00
~
~
ω
σ
ε
ε
ε irr +== (3.
. imaginární jednotka 1−
V praxi však zavádí činitel dielektrických ztrát který definován
následujícím vztahem jako poměr imaginární reálné složky komplexní permitivity[1]
.1)
kde r
~
ε relativní permitivita,
σ měrná vodivost vzorku,
ε0 dielektrická konstanta vakua 8,85..2)
Následně lze rovnici (3. 1.
2 PRINCIP METODY MĚŘENÍ KOMPLEXNÍ
PERMITIVITY VOLNÉM PROSTORU
Při použití metody měření komplexní permitivity volném prostoru vzorek
neznámého materiálu umístěn prostoru mezi vysílací přijímací anténou je
prozařován rovinnou elektromagnetickou vlnou (Obr.1). Popisovaná metoda měření
je založena skutečnosti, fáze útlum rovinné elektromagnetické vlny, která
prochází měřeným vzorkem nebo odráží měřeném vzorku, mění závislosti
na vlastnostech vzorku plně definovaných relativní komplexní permitivitou r
~
ε .6
tedy několika jednotek desítky GHz[2].
Re
Im
tg ~
~
r
r
ε
ε
δ (3.3)
Přesnost metody měření dielektrických materiálů prostředí, umístěných
ve volném prostoru, závisí hlavně těchto faktorech:
1) odpovídající teoretický model, který nejpřesněji odpovídá skutečné
fyzikální situaci při měření;
2) takové experimentální uspořádání, které shoduje předpoklady
teoretického modelu;
3) přesnost použité experimentální metodiky
