|
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.
Metodu nejmenších čtverců ).
Měření komplexní permitivity materiálů metodou volném prostoru široké
uplatnění průmyslu[2]. Navrhovaná sestava neobsahuje fokusovací
čočky umístěné aperturách trychtýřových antén.
Ze získaných výsledků lze vyhodnotit přibližnou hodnotu skutečné komplexní
permitivity měřeného vzorku materiálu.34
ZÁVĚR
Popisovaná metoda pro měření komplexní permitivity volném prostoru
používá dvě pyramidální trychtýřové antény pro měření pásmu GHz. Tímto omezí vliv odrazů okolních předmětů. Sestava obsahuje kovové součástky nutné
pro zachování potřebné pevnosti životnosti celého měřícího přípravku. Celá tato polohovací sestava je
připevněna desce vyrobené dřevotřísky.
Podle doporučení [2] velikost testovaného vzorku větší než 5λ, aby minimalizovala
difrakce vzniklá okrajích měřeného materiálu.
.
Vlastnosti materiálu jsou určeny základě změřených výsledků pomocí
vektorového obvodového analyzátoru hodnota komplexní permitivity vypočtena
pomocí koeficientů odrazu s11 přenosu s21. Antény
jsou vyrobeny pocínovaného plechu. Proto bude následovat
další postup měření, při kterém bude změřeno několik vybraných vzorků různých
materiálů. Vzhledem kolísání vypočtených hodnot je
vhodné použít některou aproximační metodu např.
Výsledky komplexní permitivity obdržené pomocí metody odrazu, při které používá
naměřených hodnot činitele odrazu s11, jsou zasaženy většími chybami než při použití
metody přenosu. Popisovanou metodou odrazu pravděpodobně nelze měřit
nízkoztrátové materiály, kterých vychází nulová imaginární složka komplexní
permitivity. Před
prováděným měřením nezbytné celou sestavu zkalibrovat pomocí free-space TRL
( through, reflect, line kalibrační techniky následně aplikovat metodu time domain
gating časová oblast )[3]. Vlivem absence zaostřujícího
mechanismu částečně ovlivněna přesnost měření koeficientů odrazu s11 přenosu s21.
V diplomové práci jsou uvedeny výsledky experimentálního měření komplexní
permitivity destičky vyrobené materiálu Arlon 25N.
v plazmatické chemii, fyzice polovodičů, při vývoji dielektrických polovodivých
materiálů součástek, při studiu vlastností živé hmoty atd. provedených experimentů[1] lze
stanovit šířku optimálně fokusovaného svazku velikost přibližně 3λ0. úspěchem používána řadě jiných oborů, např. těchto oborech umožňuje
velmi přesně, rychle, bezkontaktně hlavně nedestruktivně změřit komplexní
permitivitu zkoumaného izotropního anizotropního prostředí nebo materiálu[1].
Pro zajištění správných výsledků měření komplexní permitivity volném
prostoru potřeba, aby mikrovlnná energie byla soustředěna svazku, který bude mít
průměr menší než jsou příčné rozměry vzorku. Toto tvrzení však není ověřeno časových důvodů. Mechanismus zajišťující nastavení požadované
polohy vyroben zakoupených přesných polohovacích pojezdů jako hotových
výrobků příslušného výrobce, čímž zajištěno nejpřesnější nastavení vzdálenosti
obou měřicích antén testovaného vzorku materiálu
