Логопериодические вибраторные антенны: Учебное пособие, страница 43

Измерения относительной диэлектрической проницаемости производились косвенным методом путём измерения электрической длины макетов в диапазоне частот 200 – 2140 МГц. Для этого во всём этом диапазоне измерялся КСВ макета, нагруженного на согласованную нагрузку. Известно, что входное сопротивление отрезка длинной линии произвольного волнового сопротивления с длиной, кратной  ( – длина волны в линии), равно сопротивлению нагрузки. Поэтому на ЧХ КСВ имеются минимумы на тех частотах, где электрическая длина макета кратна .

Если пространство внутри длинной линии и вокруг неё заполнить диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью , то длина волны в линии и фазовая скорость уменьшатся в . В микрополосковой линии диэлектрик расположен только между проводником и экраном, поэтому его влияние на длину волны и фазовую скорость в линии будут меньше, чем в случае полного заполнения пространства диэлектриком. Для учёта этого обстоятельства вводится понятие эффективной диэлектрической проницаемости . Последняя равна диэлектрической проницаемости материала, полностью окружающего длинную линию и дающего то же уменьшение длины волны и фазовой скорости.

Разность частот между двумя соседними минимумами КСВ () определяет частоту, на которой электрическая длина макета равна . Зная длину макета полосковой линии L и разность частот между двумя соседними минимумами КСВ, можно определить эффективную диэлектрическую проницаемость

,                                        (3.1)

где  – скорость света в свободном пространстве.

Для панорамного измерения КСВ использовался панорамный измеритель КСВ и ослабления типа Р2 – 98. Для подобных измерений можно использовать и более старый измеритель типа РК2 – 47, но в более узком частотном диапазоне (до частоты, равной 1250 МГц). Измерения производились в штатном режиме по методике, приведенной в техническом описании измерителя.

Зная , можно [48] найти относительную диэлектрическую проницаемость  материала из соотношения:

,                                          (3.2)

где , h – толщина диэлектрика, w – ширина проводника микрополосковой линии. Это выражение предполагает толщину проводника бесконечно тонкой. Для учёта конечной толщины проводника отношение w/h заменяется отношением  [48]

,                                 (3.3)

где  – толщина проводника, которая обычно составляет 0,03 мм, хотя в новых и импортных материалах толщина может быть меньше.

Обработанные результаты измерений и расчётов ЧХ  приведены на рис. 3.10 (сплошная линия –  для материала СФ-2-35, пунктирная – для материала СФТ-2-35).

Диэлектрическая проницаемость материалов изменяется с частотой, однако эти изменения сравнительно небольшие. С учётом того, что эффективная диэлектрическая проницаемость  всегда меньше , а в расчетах используется , то имеющейся частотной зависимостью  можно пренебречь и использовать среднее значение . Средняя диэлектрическая проницаемость материала СФ-2-35 равна , а СФТ-2-35 – .