Устройство для измерения диэлектрических свойств порошковых материалов на базе полосковой линии передачи
Автор: Клыгач Денис Сергеевич, Вахитов Максим Григорьевич, Фомин Дмитрий Геннадьевич, Королев Александр Сергеевич
Рубрика: Краткие сообщения
Статья в выпуске: 4 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
Измерение электродинамических параметров, таких как диэлектрическая и магнитная проницаемости в широком диапазоне частот для сложных композитных материалов, остаётся актуальной задачей на сегодняшний день. Несмотря на то, что известны способы измерения в виде пластин, параллелепипедов или цилиндров, измерение свойств в широком диапазоне частот композитных материалов остаётся слабо исследованной темой. Цель исследования: обоснование возможностей использования полосково-щелевого перехода для измерения электродинамических параметров сложных композитных материалов. Материалы и методы. В статье представлены результаты исследований электродинамических параметров композитных материалов на основе измерителя в виде объёмного полосково-щелевого перехода. Данный переход позволяет выполнить измерение электродинамических параметров в диапазоне частот от 10 до 1400 МГц. Преимущество применения полосково-щелевого перехода в том, что при измерении электродинамических параметров нет необходимости придавать специальную форму (параллелепипед, цилиндр) исследуемым образцам. Это приводит к дополнительным технологическим трудностям и затратам времени на подготовку исследуемых образцов композитного материала. Исследуемые образцы композитного материала могут быть в виде сыпучей смеси. За счет этого сыпучий материал полностью займет внутреннее пространство полосково-щелевого перехода. Исследуемый композитный материал применяется при проектировании строительных материалов для обеспечения электромагнитной совместимости и представляет собой сыпучую смесь. Результаты. В статье приведены частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения в диапазоне частот при различных концентрациях материалов в итоговой смеси. Заключение. Описана технология получения композитных материалов с учетом концентрации компонентов в смеси. Композитные материалы представляют собой гибридный материал - сухую смесь электромагнитных (графитных) и диэлектрических частиц (перлита), а также цементно-полимерного вяжущего, предназначенную для нанесения радиопоглощающего покрытия на ограждающие конструкции. Дисперсные составы частиц перлита и графита близки и находятся в диапазоне 0,1…1 мм. Образцы смеси отличаются по составу объемным соотношением SiO2/C.
Свч-измерения, метод николсона - росса - вейера, s-параметры, порошковые
Короткий адрес: https://sciup.org/147239445
IDR: 147239445 | DOI: 10.14529/ctcr220416
Список литературы Устройство для измерения диэлектрических свойств порошковых материалов на базе полосковой линии передачи
- Zhang W., Peng B., Zhang W., Zhou S., Schmidt H. Ultra large coercivity in barium ferrite thin films prepared by magnetron sputtering. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2010;322:1859-1862.
- Xu H., Zhang W., Peng B., Zhang W. Properties of barium hexa-ferrite thin films dependent on sputtering pressure. Applied Surface Science. 2011;257:2689-2693.
- Song Y.-Y., Ordonez-Romero C.L., Wu M. Millimeter wave notch filters based on ferromagnetic resonance in hexagonal barium ferrites. Appl. Phys. Lett. 2009;95:142506.
- Harris V.G. Modern microwave ferrites. IEEE Trans. Mag. 2012;48:1075-1104.
- Cho H.S., Kim S.S. M-Hexaferrites with planar magnetic anisotropy and their application to high-frequency microwave absorbers. IEEE Transact. Magn. 1999;35:3151-3153. DOI: 10.1109/20.801111
- Matsumoto M., Miyata Y.A. Gigahertz-range electromagnetic wave absorber with wide bandwidth of hexagonal ferrite. J. Appl. Phys. 1996;79:5486-5488.
- Ghasemi A., Hossienpour A., Morisako A., Liu X., Ashrafizadeh A. Investigation of the microwave absorptive behavior of doped barium ferrites. Mater. Design. 2008;29:112-117.
- Nicolson A.M., Ross G.F. Measurement of the intrinsic properties of materials by time domain techniques. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 1970;19(4):377-382. DOI: 10.1109/TIM.1970.4313932
- Sahin S., Nahar N.K., Sertel K. Simplified Nicolson-Ross-Weir Method for Material Characterization Using Single-Port Measurements. IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 2020;10(4):404-410. DOI: 10.1109/TTHZ.2020.2980442
- Luukkonen O., Maslovski S.I., Tretyakov S.A. Stepwise Nicolson-Ross-Weir-Based Material Parameter Extraction Method. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2011;10:1295-1298. DOI: 10.1109/LAWP.2011.2175897
- Rothwell E.J., Frasch J.L., Ellison S.M., Chahal P., Ouedraogo R.O. Analysis of the Nicolson-Ross-Weir Method for Characterizing the Electromagnetic Properties of Engineered Materials. Progress in Electromagnetics Research. 2016;157:31-47. DOI: 10.2528/PIER16071706
- Severe S.L.S., de Salles A.A.A., Nervis B., Zanini B.K. Non-resonant Permittivity Measurement Methods. Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. 2017;16(1):297-311. DOI: 10.1590/2179-10742017v16i1890
- Weir W.B. Automatic Measurement of Complex Dielectric Constant and Permeability at Microwave Frequencies. Proceedings of the IEEE. 1974;62(1):33-36. DOI: 10.1109/PR0C.1974.9382
- Dudarev N.V., Fomin D.G., Darovskikh S.N. Scattering matrix simulation of broadband bandpass filter based on a multilayer technology. In: 2021 International Conference Engineering and Telecommunication (En&T). Dolgoprudny, Russia; 2021. DOI: 10.1109/EnT50460.2021.9681721
- Dudarev N.V., Fomin D.G., Darovskikh S.N., Klygach D.S., Vakhitov M.G. The Volume-Modular Technology in the Design of Passive Microwave Devices. In: Proceedings - 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology, USBEREIT 2021; 2021. P. 225-227. DOI: 10.1109/USBEREIT51232.2021.9455051
- Klygach D., Vakhitov M., Khashimov A., Zhivulin V., Vinnik D., Sherstyuk D. Determination of the Optimal Sample Size for Measurement in a Coaxial Transmission Line. In: Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT); 2020. P. 322-325. DOI: 10.1109/USBEREIT48449.2020.9117619
