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