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微波傳感�
閱讀�8070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。微波振蕩器是產生微波的裝置。構成微波振蕩器的器件有速調�、磁控管或某些固體元件。由微波振蕩器產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:一個介質填充諧振腔的諧振頻率和品質因子和填充介質的介電常數之間的關系如式子�1),對一般的問題我們都采用Harrington提出的理論方法來求解?,F(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數為ε=ε0+Δε的介��

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�。復數形式的諧振頻率由實數部分ωR 和包含品質因子Q 的虛部兩部分組成�

其中的品質因子可以寫�

在式�(3)� W 是一段時間內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和品質因子Q 就可以求得待測材料的復介電常數� 

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�,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 ε=ε'-jε'' 包括以下幾個步驟:

a.   測量介質填充諧振腔的s21參數� 

b.   計算諧振頻率�3dB帶寬�

c.   根據公式�1)計算待測材料的復介電常��

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):

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