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