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

    Устройство управления шаговым двигателем
    На сегодняшнем этапе развития информационных технологий, все шире внедряются в производство с системой автоматизированного управления. На ряду с такими важными элементами, как первичные ...

    Медианная фильтрация
    медианный фильтрация цифровой сигнал Цифровая обработка сигналов нашла широкое применение в различных сферах деятельности: телевидении, радиолокации, связи, метеорологии, сейсмологии, ме ...

    Построение яркостной гистограммы изображения зерен пыльцы, полученных с помощью РЭМ
    Улучшение качества промышленной продукции есть надежный путь более полного удовлетворения потребностей народного хозяйства, ускорения научно - технического прогресса. В связи с этим пост ...

    www.domen.ru © 2018