|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
V této práci jsou popsány vybrané metody měření komplexní permitivity v mikrovlnném pásmu, jejich vlastnosti, výhody i nevýhody. Jsou zde diskutovány důvody jejich možného využití prokonstrukci měřícího pracoviště. Práce dále obsahuje popis zvolené metody využívající dutinový rezonátor, která je vybrána jako metoda nejvhodnější pro realizaci praktického měření. Práce obsahuje popis navrženého měřícího systému, který je simulován v programu HFSSAnsoft. Dále jsou v práci uvedeny výsledky simulací a výpočtů komplexní permitivity a ztrátového činitele. V závěru práce je uveden popis realizovaného pracoviště včetně výsledků měření provedených s vyrobeným rezonátorem.
při uvažování měření 10-ti frekvencích a
průměrné ceně jednoho adaptéru 3500 náklady pouze tyto adaptéry byly přibližně
70 000 kč. Komplikací mohla být
výroba hemisférických zrcadel zakřivení přesně daném požadavkem měřenou frekvenci.
Metoda měření komplexní permitivity materiálů určených konstruování
vysokofrekvenčních mikrovlnných systémů, která být rychlá jednoduchá, musí být
také nedestruktivní. Rozestupy rezonančních kmitočtů jednotlivých vybuzených vidů
jsou podle [3] přibližně 0.1 GHz.
Předpokládá se, kusová výroba takových zrcadel byla příliš drahá.5 Volba metody
Jakákoliv měřící technologie určená sériovému měření musí být jednoduchá rychlá. Tuto metodu lze využít k
měření krajních kmitočtů zajímavých pásem, jak bylo popsáno výše, použít minimálně 6
různých hemisférických zrcadel. Jsou metody
planární, metody využívající dutinové rezonátory otevřené rezonátory.
Při konstrukci bylo potřeba zajistit posuv plochého zrcadla jednotkách mikrometrů a
celkové upevnění měřeného systému.
Otevřený rezonátor (Fabry-Perotův) vhodný měření uvažovaných kmitočtů. nejmenších dutin rozměrech jednotek
mm mohlo být problematické mohlo také mít vliv přesnost měření. použitelnosti této
metody kmitočtech jednotek desítek GHz nebyly nalezeny žádné informace. Nevýhodou těchto metod jejich úzkopásmovost, nižší přesnost vzhledem k
dutinovým nebo otevřeným rezonátorům nízký kmitočtový rozsah. Vzhledem
k jejich funkčnímu principu předpokládá, tato metoda již nebude kmitočtech jednotek
GHz dostatečně přesná.
K měření komplexní permitivity mohou být vhodné planární metody. Rezonátor možné vyrobit
pomocí dostupných technologií této metodě meření dispozici dostatek informačních
materiálů různých zdrojů.1. Ceny adaptérů
koaxiální kabel vlnovod, pohybují okolo 1700 5000 kus. každou měřenou
frekvenci bylo zapotřebí dvou adaptérů. mědi nebo mosazi.
Úzkopásmovost lze díky nízkým výrobním nákladům snadno kompenzovat výrobou většího
počtu senzorů.
Použití všech typů dutinových rezonátorů omezeno velikostí rezonančních dutin,
které jsou srovnatelné velikostí vlnové délky. Tuto metodu lze považovat úzkopásmovou, protože
rezonátor buzen vlnovodu škvírami hemisférickém zrcadle. těchto důvodů vlastnímu měření volíme tuto metodu. Nákladnost
výroby dutinového rezonátoru přijatelná přesnost vysoká. Vyrobit tyto dutiny bylo možné vyvrtáním
např. Frézy výstružníky vyrábějí průměru 2
mm velikostech rostoucích 0,5 mm. však
v celém rozsahu, ale jen několika diskrétních kmitočtech pro každý zkonstruovaný
rezonátor dané velikosti.
Náklady výrobu jednoho senzoru mohou dosáhnout maximálně stovek korun. dolní části milimetrového pásma by
rezonátory měly velikost jednotek milimetrů. Náklady kusovou výrobu hemisférických zrcadel předpokládáme ještě vyšší. Buzení rezonančních dutin provedeno
magnetickou smyčkou koaxiálního kabelu.
18
. Tyto požadavky splňují jen některé uvedených metod. Senzory
vyrobené desce plošného spoje jsou levné snadno realizovatelné. Tato metoda velmi přesná. Dosažení kolmé hrany spodní straně vyvrtané díry možné
frézou, vyhlazení stěn dutiny výstružníkem. Nevyžadují výrobu
složitých upevňovacích soustav, ani přesné kovoobrábění jako ostatní zmíněné metody. toho vyplývá, použití Fabry-Perotova rezonátoru je
sice technicky možné, ale příliš finančně nákladné
