ГОСТ Р МЭК 62209-1—2008
лекте с дисковыми металлическими элементами для короткого замыкания. Для повышения стабильности может
потребоваться прижать диск рукой.
Значительная неопределенность измерений в результате «фланцевых резонансов» может иметь место,
если диаметр фланца приблизительно равен половине длины волны в диэлектрической среде (6]. Эти эффекты
особенно выражены в жидкостях с высокой диэлектрической проницаемостью, имеющих тангенс утла диэлектри
ческих потерь менее 0.25 (для частот, используемых мобильными телефонами, это вода, метиловый спирт и
диметилсульфоксид). Исходя из этого, настоятельно рекомендуется проводить градуировку крупных
датчиков, используя жидкости с большим тангенсом угла потерь, например этиловый спирт. На некоторых
частотах могут возникать проблемы с использованием воды для калибровки 7-миллиметровых фланцевых
коаксиальных датчи ков. Т^неэквивалентные жидкости имеют тангенс утла диэлектрических потерь около 0.5. что
является довольно высоким значением, позволяющим гарантировать практическое отсутствие эффектов
резонанса, независимо от размера используемого датчика.
Анализатор цепей настраивается для измерения амплитуды и фазы полной проводимости, после чего
проводится двухполюсная градуировка параметров отражения в плоскости зонда. Для этого жидкости, для кото рых
может быть рассчитан коэффициент отражения, приводят в соприкосновение с зондом. Такую градуировку
проводят в трех режимах: в условиях короткого замыкания, в воздухе и в деионизированной воде при четко
определенной температуре (для градуировки могут быть использованы и другие образцовые жидкости, например
метиловый или этиловый спирты). Градуировка — важная часть процедуры измерения, поэтому важно, чтобы она
была выполнена правильно. Правильность градуировки можно проверить путем повторного измерения в режиме
короткого замыкания, которое должно показать, что коэффициент отражения Г = - 1.0 (единиц линейных измере
ний) получен обоснованно.
J.4.2 Процедура измерения
a) Настраивают и градуируют анализатор цепей и систему зондирования.
b
) Наливают образец в неметаллический контейнер и погружают в него зонд. Для фиксации зонда рекомен
дуется использовать держатель или зажим; зонд должен быть установлен так. чтобы его лицевая сторона была под
утлом к поверхности жидкости — это позволит свести к минимуму образование воздушных пузырьков под
фланцем.
c) Измеряют комплексную полную проводимость применительно к апертуре зонда.
d) Рассчитывают комплексную относительную проницаемость
f
, =— /о / шг0, например, с помощью следу
ющего уравнения [54]:
Значение гложет быть вычислено численным методом или разложено в ряд и упрощено в соответствии с
[16]. [40]. [41], [42]. Уравнение решается сначала для опорного волнового числа
к
,
а затем для опорного значения
комплексной проницаемости: при этом используется метод Ньютона-Рафсона или другие итеративные аппрокси
мации. Можно воспользоваться и другими численными методами, например, описанными в [43]. [45]. при усло вии.
что прикладное программное обеспечение тщательно испытано и проверено измерением параметров об
разцовых жидкостей. Коммерческие коаксиальные зонды с открытым концом обычно рассчитаны на использова ние
различных вариантов данного теоретического и методологического подхода.
J.5
Л
иния передачи типа ТЕМ
Данный метод основан на измерении комплексного коэффициента передачи наполненной испытательной
жидкостью коаксиальной линии передачи типа ТЕМ [60]. Коэффициент передачи измеряют с помощью анализа
тора цепей, чтобы определить амплитуду и фазу коэффициента рассеивания S21, на основе которого рассчиты вают
комплексную диэлектрическкую проницаемость. Описание процедуры испытания должно включать в себя
настройки и параметры градуировки анализатора цепей для рабочей полосы частот. Прикладное программное
обеспечение должно интерпретировать данные измерений, позволяя определять диэлектрические свойства об
разца как функцию частоты.
J.5.1 Конфигурация оборудования
Конфигурация измерительной установки показана на рисунке J.3. Держатель образца представляет собой
полосковую линию передачи с открытой стенкой, состоящую из цилиндрического центрального проводника, двух
плоских вертикальных (боковых) заземлителей. одной оптически прозрачной пластмассовой донной стенки, от
крытой верхней части и датчика температуры. Длину
d
выбирают для данной полосы частот так. чтобы эффект
многократных отражений внутри датчика был незначительным, а общее затухание — не выходило за рамки
динамического диапазона анализатора сети. Так. например, два датчика разной длины позволяют охватить всю
полосу частот от 800 до 2000 МГц. Образцовую жидкость аккуратно наливают в держатель или вводят в него
шприцем и проверяют на наличие воздушных пузырьков через прозрачные стенки.
у
_
]2ш гса ь ь *
Пп(б/2)]2 в а 0
.1
ехр -у’ы(ц0 с;с0)2
г
dtp’c/p’dp.
74