Публікація: Резонаторні та хвилеводні методи виміру діелектричної проникності слабо та сильно поглинаючих середовищ в мікрохвильовому діапазоні
Завантаження...
Дата
2017
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
Анотація
В дисертаційній роботі вирішена задача визначення впливу змін компонент комплексної діелектричної або магнітної проникності речовини, що заповнює об'єм квазіоптичного резонатора, на його амплітудні і частотні характеристики, а також досліджено поширення електромагнітних хвиль в хвилеводних системах, що заповнені сильно поглинаючою рідиною. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що на основі проведених в дисертаційній роботі досліджень розроблені експериментальні зразки квазіоптичних генераторів на діоді Ганна з виходом сигналу першої або другої гармоніки, з рівнем частотного шуму frms 0,028 Г / цГц при відстройці на 10 кГц від несучої частоти, що представляють собою основу активного перетворювача. Вимірювання малих варіацій діелектричної або магнітної проникності речовин, поміщених у відкритий резонатор генератора, засноване на спектральному аналізі вихідного сигналу.
Розроблено прототип автогенераторної вимірювальної системи на основі відкритого резонатора Фабрі-Перо в колі зворотного зв'язку твердотільного підсилювача мікрохвильового діапазону, який застосований для вимірювання динаміки нестаціонарних змін індексу заломлення повітря.
Розроблено простий в експлуатації диференційний діелектрометр для експрес-аналізу сильно поглинаючих рідин, придатний для роботи в умовах біохімічних лабораторій. Диференційна чутливість приладу склала 0,1% за коефіцієнтом загасання і 0,05% за фазовою сталою. Це відповідає диференційній чутливості по КДП кращій, ніж 0,5%. Вимірювання КДП автоматизовані, а час повного циклу вимірювань не перевищує три хвилини.
The thesis deals with a problem of determining the effect of changing permeability in material filling the volume of the quasi-optical resonator on its amplitude and frequency characteristics. It has been also investigated the propagation of electromagnetic waves in waveguide systems filled with a high-loss liquid.The practical significance of the results obtained here implies in the follows: it was developed the experimental models of low-noise quasi-optical generators based on Gunn-diode with the output first- or second-mode signal and serve as a basis of the active transducer. Due to spectral analysis of the output signal, they allow performing measurements of small variations in dielectric or magnetic permeability of substances placed in the open resonator of the generator.
It was designed a prototype of autogeneration measuring system based on Fabry-Perot open resonator in the 8-mm solid-state amplifier feedback loop, which is used to measure the dynamics of non-stationary changes in air refraction index.
An easy-to-use differential dielectrometer of 8-mm range was developed for rapid analysis of high-loss liquids and suitable for operation under biochemical laboratories conditions. The differential sensitivity of the device is 0.1% at the attenuation coefficient and 0.05% in phase constant. This corresponds to a differential sensitivity of the permittivity at least 0.5%. Permittivity measurements are automated, full testing time does not exceed three minutes.
Опис
Ключові слова
діелектрична проникність, вимірювання, резонатор, добротність, генератор, хвилевід, кювета, рефрактометр, мікрохвилі, permittivity, measurement, resonator, quality-factor, generator, waveguide, cavity, refractometer, microwave
Бібліографічний опис
Шубний О. І. Резонаторні та хвилеводні методи виміру діелектричної проникності слабо та сильно поглинаючих середовищ в мікрохвильовому діапазоні : автореф. дис. ... канд. фіз.-мат. наук : 01.04.01 "Фізика приладів, елементів і систем" / О. І. Шубний ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2017. – 18 с.