Главное


Исследование цилиндрического резонатора с коаксиальной апертурой

Современная наука и производство немыслимы без точных, экспресс-методов измерения физических параметров материалов и сред. Прецизионные измерения и исследование их характеристик актуальны, в первую очередь, для определения свойств материалов, применяемых микроэлектронной промышленностью [1 - 3], а также при изучении малоразмерных биообъектов [4, 5]. В промышленности, в первую очередь сельскохозяйственной, необходима информация о влажности сырья или продукции. Для измерения соответствующих характеристик материалов и сред необходима линейка приборов, к которым предъявляются следующие требования: простота, неразрушаемость образца, портативность и возможность проведения экспресс-измерений.

Одним из наиболее привлекательных и перспективных методов диагностики материалов, применимый во всех указанных отраслях, является метод СВЧ диагностики, являющийся современным направлением радиофизики. В нём можно выделить отдельный круг задач, связанных с разработкой новых методов изучения физических свойств исследуемых образцов, а также аппаратных средств, использующих данные методы [3, 8 - 10].

Основным функциональным узлом СВЧ аппаратуры для диагностики материалов является датчик, который включает источник электромагнитных волн, измерительный преобразователь (ИП) и устройства выделения информационных сигналов. Наибольшее распространение получили датчики на основе резонаторов [8, 9, 11 - 14]. При этом, для обеспечения бесконтактности проведения экспресс-измерений, электромагнитное поле резонатора зондирует образец через отверстие в одной из стенок. Такой резонаторный измерительный преобразователь (РИП) относится к апертурному типу [8, 15 - 17].

Исследованию резонаторных измерительных преобразователей для микроволновой сканирующей микроскопии [10, 18 - 20], определению влагосодержания в сыпучих материалах [21 - 24] и биообъектах [19] посвящено значительное количество научных работ. Однако, основное внимание в них уделялось экспериментальному исследованию РИП, с использованием прикидочных расчетов для соответствующих конструкций резонаторов. Градуировка измерительных преобразователей, как правило, выполнялась с использованием эталонных образцов. Существующие теоретические исследования РИП носят, в основном, качественный характер. Имеющиеся численные модели РИП [19, 21] содержат ряд упрощений и не обеспечивают требуемой точности.

С учетом востребованности СВЧ методов диагностики и их возможного широкого использования актуальным является численно-аналитическое моделирование РИП, которое, в частности, позволяет рассчитывать характеристики преобразования, являющиеся исходным материалом для дальнейшей компьютерной обработки в соответствующих измерительных приборах. Проведение многопараметрической оптимизации, количественное исследование метрологических параметров, обоснование применения новых типов РИП и их возможностей, также нуждаются в создании адекватной численной модели.

Основной задачей комплексной квалификационной работы магистров являлось исследование цилиндрического резонатора с коаксиальной апертурой, перспективного РИП для микроволновой микроскопии и других практических приложений.

    Другие статьи по теме

    Исследование принципов технической реализации и эффективности сигналов с ортогональной частотной модуляцией
    Практически для всех типов современных радиосистем передачи информации характерна многоканальная или параллельная передача, при которой по общему высокочастотному тракту радиосистемы пер ...

    Управление углом тангажа посредством статического автопилота
    угол тангаж автопилот самолет Исследовать математическую модель статического автопилота: для заданного варианта найти передаточную функцию автопилота, промоделировать состояния отказов да ...

    Выбор и расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля
    В современном информационном мире каждые пять лет объём передаваемой информации увеличивается вдвое, соответственно, встаёт задача передачи большого количества информации с максимальной ...

    www.techspirit.ru © 2020