Измерительный комплекс для определения электромагнитных характеристик материалов резонаторным методом с помощью скалярных анализаторов цепей

Abstract

In this paper we consider an automated complex of several experimental setups for the measurement of dielectric permittivity and magnetic permeability of samples of small size in the frequency range 2.6 to 33 GHz. Measurements are performed at fixed frequencies. The main devices used scalar analyzers of circuits of the type R-2 modified digital output to a personal computer. The central measuring unit is a resonator of rectangular cross section associated with the supply line through the coupling element. The diaphragm connection is a thin metal plate with a slit or a round hole connection. The walls of the resonator are small holes through which the resonator introduces samples of the test material. Hole for measuring the magnetic permeability is located on the narrow wall of the resonator near the short end of the reflector (the end surface). The second hole, designed to measure the dielectric constant, is made in the wide wall of the resonator at a distance of quarter wavelength from the end surface. The system operates at resonance method of measurement. The installation of the complex is assembled according to a scheme that operates "on reflection". The effectiveness is demonstrated by measuring the characteristics of real materials. A comparison of the obtained results with the data of independent studies. Conformity of results obtained by two different methods, using different measuring instruments is quite satisfactory.

• scalar network analyzers
• permeability
• resonance method

Аннотация (на русском)

Измерительный комплекс для определения электромагнитных характеристик материалов резонаторным методом с помощью скалярных анализаторов цепей

В данной работе рассмотрен автоматизированный комплекс из нескольких измерительных установок для измерения диэлектрической и магнитной проницаемостей образцов малых размеров резонаторным методом в частотном интервале 2,6 … 33 ГГц. В качестве базовых приборов использованы скалярные анализаторы цепей (измерители КСВН серии Р-2). При этом для определения мнимых частей диэлектрической и магнитной проницаемостей выбрана методика - по величине КСВН перед резонатором на резонансной частоте. Эта методика продемонстрирована на примере измерения характеристик реального материала.

For citation

References

1. L. F. Chen, C. K. Ong, C. P. Neo, V. V. Varadan and V. K. Varadan. Microwave Electronics: Measurement and Materials Characterisation, John Wiley and Sons, Ltd. 2004. 552 p.
2. Ю.Н. Казанцев. Методы и средства измерения электродинамических характеристик радиопоглощающих и радиопрозрачных материалов. // Proceedings of XIVth International Conference on Gyromagnetic Electronics and Electrodynamics. Moscow (Firsanovka), Russia. 1998. N. 13-1. V.2. P. 205-227.
3. Agilent, Basics of measuring the dielectric properties of materials, Ahhlication note, Agilent Techologics Inc., USA. April 2. 2005. Р. 25.
4. В. Н. Аплеталин, Ю. Н.Казанцев, А.Н. Козырьков, В. С. Солосин. Измерение электромагнитных характеристик материалов резонаторным методом с помощью векторного анализатора цепей. //Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т.14. №11. С. 39-43.