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微波傳感�
閱讀�8073時間�2010-09-06 16:19:29

  微波傳感器主要由微波振蕩器和微波天線組成。微波振蕩器是產(chǎn)生微波的裝置。構成微波振蕩器的器件有速調(diào)管、磁控管或某些固體元�。由微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號需用波導管傳輸,并通過天線�(fā)射出去。為了使�(fā)射的微波具有一致的方向�,天線應具有特殊的構造和形狀�

目錄

原理

方法

關于諧振式微波傳感器的基本原理概述如下:一個介�(zhì)填充諧振腔的諧振頻率和品�(zhì)因子和填充介�(zhì)的介電常�(shù)之間的關系如式子�1�,對一般的問題我們都采用Harrington提出的理論方法來求解。現(xiàn)在考慮一個真空的腔體,令其諧振頻率和其中的電磁場分別� ω0 E0 H0 , 相應�,假設現(xiàn)在腔體被填充了介電常�(shù)為�=ε0+Δε的介�(zhì)�

諧振頻率的該變量如下式子所示:

其中ω, E, H 是其諧振頻率和對應的電磁場分布。復�(shù)形式的諧振頻率由實數(shù)部分ωR 和包含品�(zhì)因子Q 的虛部兩部分組成�

其中的品�(zhì)因子可以寫成

在式�(3)� W 是一段時間內(nèi)諧振腔里存儲的平均能量,Pd 是單位時間損耗的能量�

上面的式子表明,假如我們已知了待測材料的諧振頻率ωR和品�(zhì)因子Q 就可以求得待測材料的復介電常�(shù)� 

Fig. 1 - Example of the results of the fitting algorithm applied to the measured data

�1展示了一個諧振腔的典型測試曲線,圖中給出了諧振頻率f0�3dB 帶寬 BW=1/Q �

測試材料的復介電常數(shù) ε=ε'-jε'' 包括以下幾個步驟:

a.   測量介質(zhì)填充諧振腔的s21參數(shù)� 

b.   計算諧振頻率�3dB帶寬�

c.   根據(jù)公式�1)計算待測材料的復介電常�(shù)�

為了獲得較高精度的諧振頻率和3dB帶寬,應該采用較窄的頻率步長,這樣會得到很多頻率采�,這對于實時測量的速度是不利的。To circumvent this difficulty, the resonant response is fitted in a least square sense to the Lorentzian curve (4):

維庫電子�,電子知識,一查百��

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