RU2331894C1 - Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство для его реализации - Google Patents
Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331894C1 RU2331894C1 RU2007107047/28A RU2007107047A RU2331894C1 RU 2331894 C1 RU2331894 C1 RU 2331894C1 RU 2007107047/28 A RU2007107047/28 A RU 2007107047/28A RU 2007107047 A RU2007107047 A RU 2007107047A RU 2331894 C1 RU2331894 C1 RU 2331894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- dielectric
- wave
- wave number
- waveguide probe
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 abstract 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/04—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies
- G01R27/06—Measuring reflection coefficients; Measuring standing-wave ratio
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биологии, сельскому хозяйству, пищевой промышленности, аналитической химии, материаловедению, медицине, косметологии и пр. Предлагаемый способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел включает генерацию СВЧ-сигнала, разделение его на опорный и зондирующий сигналы, облучение тела СВЧ-сигналом при контакте волноводного зонда с исследуемым материалом, прием отраженного, опорного и суммарного сигналов и их детектирование. Для облучения используют волноводную волну, волновое число которой в свободном пространстве волноводного зонда, заполненного диэлектрической вставкой в форме призмы, - «[ε·k2]0,5» - выбрано в пределах от 1,0 до 1,07 продольного волнового числа волноводной волны «[ε·k2-(mπ/b)2+(nπ/a)2]0,5», где ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала вставки; а и b - длина и ширина поперечного сечения прямоугольного волновода; m и n - целые числа - индексы распространяющихся мод в заполненном диэлектриком волноводе; k - волновое число используемого миллиметрового излучения для пустого свободного пространства, равное k=2πν/c, где ν - частота, с - скорость света в вакууме. Также предложено устройство для реализации данного способа. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений путем обеспечения независимости процесса измерения от факта согласования импедансов волноводного зонда и исследуемого материала. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к биологии, сельскому хозяйству, пищевой промышленности, аналитической химии, материаловедению, медицине, косметологии и пр. Изобретение может быть использовано для измерения компонент комплексной диэлектрической проницаемости объектов и материалов в диапазоне миллиметровых радиоволн и, в частности, для расчета параметров влагосодержания объектов и материалов по данным измеренной комплексной диэлектрической проницаемости, а также для количественной оценки структурной организации воды в составе исследуемых материалов.
Известны способы определения диэлектрической проницаемости материалов, основанные на измерении отражения электрических сигналов от торца двухсвязного коаксиального кабеля при его контакте с исследуемым веществом (Yoshihito Hayashi et al., 2005 Phys. Med. Biol. 50 599-612). Однако вследствие сильного затухания СВЧ-сигналов в коаксиальном (двухсвязном) кабеле при сравнимых величинах длины волны и радиуса кабеля на частотах выше 10 ГГц проведение измерений диэлектрической проницаемости становится очень сложной технической задачей.
Известен также способ (патент РФ на изобретение №2098016, приоритет от 30.01.1997 г., МПК А61В 5/05 5/00, G01N 33/48, G01R 27/28) измерения диэлектрических параметров тел на частоте 30 ГГц с помощью отражательного СВЧ-диэлектрометра с односвязным (круглым) волноводным зондом.
Способ включает формирование СВЧ-сигнала, деление его на опорный и измерительный, облучение последним измеряемого объекта, прием отраженного сигнала, промодулированного сигналом низкой частоты, прием результирующего сигнала, являющегося суммой опорного и отраженного, также промодулированного сигналом низкой частоты, далее определение из отраженного и результирующего сигналов физического параметра облучаемого объекта. При этом тракты измерительного и опорного сигналов снабжены волноводными трансформаторами, обеспечивающими возможность подстройки длины пути, при измерении сдвигающими фазу измерительного сигнала на π, а опорного - на π/2 радиан.
Недостатком указанного способа и реализующего его устройства является необходимость соблюдения условия, «...чтобы облучатель (волноводный зонд) при облучении материала с заданными близкими к ожидаемым для испытуемых материалов отражательными свойствами и диэлектрической проницаемостью был хорошо согласован». Отсутствие хорошего согласования диэлектрических свойств облучателя и испытуемых материалов, по меньшей мере, снизит точность измерения, а существенное рассогласование диэлектрических свойств облучателя и измеряемого материала уже в принципе не позволит осуществить измерение диэлектрических параметров. Объясняется это следующим. На открытом конце любого волновода обязательно существование нескольких волн (мод) с различными волновыми числами и фазовыми скоростями. Наличие нескольких (и тем более многих) волн с различными фазовыми скоростями не позволяет получить на детекторе стабильной интерференционной картины при сложении отраженного и опорного сигналов. Таким образом, для однозначной интерпретации результатов измерения обязателен одномодовый волновод. Однако одномодовое излучение в бесконечном волноводе преобразуется в многомодовое излучение на торце открытого волновода. Перераспределение энергии в высшие моды будет довольно значительным потому, что в заполненном диэлектриком (для обеспечения согласования с измерительной средой) терминальном участке волноводного зонда распространяющимися модами, т.е. имеющими действительное волновое число, становятся некоторые из местных затухающих, имеющих мнимое волновое число мод пустого волновода, и согласованный по одной моде диэлектрический волновод все равно останется несогласованным по другим модам. Распространяющимися модами в волноводе, заполненном диэлектриком с проницаемостью «ε», будут моды с несколькими, отличными от нуля, номерами пит, поскольку выражение для продольного волнового числа будет больше нуля (ε·k2-(mπ/b)2-(nπ/а)2>0) при нескольких комбинациях чисел n и m, в то время как в пустом волноводе условие (k2-(mπ/b)2 - (nπ/а)2>0) соблюдается только для m=0 и n=1. Здесь ε - относительная диэлектрическая проницаемость вещества, заполняющего волноводный зонд, k - волновое число зондирующего излучения в воздухе (вакууме), а и b - размеры поперечного сечения волновода, m и n - целые числа. В итоге многомодовое излучение на торце волновода возникнет обязательно, однако отразившись от измеряемого материала, проходя дальше от торца к детектору в пустом волноводном тракте, отраженное многомодовое излучение все равно преобразуется в одномодовое. В однородном волноводе на расстоянии буквально одной-двух длин волн от границы диэлектрической вставки за счет перераспределения энергии высших мод в основную, распространяющуюся моду, останется только одномодовое излучение. Тем не менее, локальная многомодовость излучения, даже только на торце, неизбежно приведет к комплексному значению импеданса всего волноводного зонда.
Известен способ компенсации многомодовости излучения на торце волновода с помощью волноводных трансформаторов, обеспечивающих согласование импедансов волноводного зонда и измеряемого вещества (патент РФ 2098016 - прототип). В описанном в данном патенте устройстве многомодовость отраженного сигнала не проявляется только при взаимодействии с согласованной с волноводным зондом, но не произвольной нагрузкой. Очевидное неудобство такого технического решения состоит в том, что, обеспечив согласование (равенство) импедансов волновода и измеряемого вещества, далее необходимо на измерительной линии определить импеданс согласованного волноводного зонда. В итоге измерение на таком приборе требует набора стандартных образцов с известными компонентами диэлектрической проницаемости, а измерение диэлектрической проницаемости неизвестного материала будет соответствовать подбору максимально близкого по степени согласования (равенство импедансов, обеспечивающих минимум КСВ - коэффициента стоячей волны) стандартного образца. И чем точнее потребуется измерение, тем большее количество стандартных образцов необходимо иметь: набор стандартных образцов должен образовать «матрицу» материалов с детальной градацией их диэлектрических свойств по ε' и ε'' - действительной и мнимой компонентам комплексной диэлектрической проницаемости. Например, если ограничиться «шагом» по ε' и ε'' величиной в единицу, то для измерения влагосодержания материалов с точностью не хуже 1,5% (для такой точности единичного «шага» по ε' и ε'' будет по минимуму достаточно) для прибора на частоте 30 ГГц потребуется набор стандартных образцов в количестве не менее 35·40=1400 шт., что затрудняет практическое применение такого прибора и значительно удорожает его производство.
Задача предлагаемого решения - повышение точности измерений путем обеспечения независимости процесса измерения от факта согласования импедансов волноводного зонда и исследуемого материала.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе измерения диэлектрических характеристик материальных тел, включающем генерацию СВЧ-сигнала, разделение его на опорный и зондирующий сигналы, облучение тела СВЧ-сигналом при контакте волноводного зонда с исследуемым материалом, прием отраженного, опорного и суммарного сигналов и их детектирование, для облучения используют волноводный зонд с вставкой в форме призмы из материала с относительной диэлектрической проницаемостью ε, а также волноводную волну, волновое число которой в свободном пространстве выбрано в пределах от 1,0 до 1,07 продольного волнового числа волноводной волны ε·k2>>(mπ/b)2+(nπ/а)2, где ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала вставки; а и b - длина и ширина поперечного сечения прямоугольного волновода; m и n - целые числа - индексы распространяющихся мод в заполненном диэлектриком волноводе; k - волновое число используемого миллиметрового излучения для свободного пространства, равное k=2πν/c, где ν - частота, с - скорость света в вакууме.
Настройку разности фаз отраженного и опорного сигналов в предлагаемом способе проводят при короткозамкнутом волноводе, при контакте торца волноводного зонда с полированным металлическим зеркалом.
Предложенный способ позволяет находить однозначное соответствие между измеренным комплексным коэффициентом отражения (его аргументом и модулем) и диэлектрическими параметрами среды по формулам Френеля, описывающим отражение электромагнитных волн от плоской границы двух диэлектриков.
В предлагаемом способе обеспечено действительное значение импеданса облучателя за счет исключения возбуждения высших мод на открытом конце волноводного зонда. Такого условия можно добиться, если выделить (использовать) волноводную волну, по структуре максимально приближенной к структуре плоской волны в бесконечном пространстве. Например, этому условию отвечает волна, волновое число которой для свободного пространства - [k=(ε·k2)0,5] - не более чем на 7% больше продольного волнового числа волноводной волны при точности измерения компонент диэлектрической проницаемости не хуже 1%:
h=(ε·k2-(mπ/b)2-(nπ/а)2)0,5,
т.е. волноводная волна отвечает условию:
ε·k2>>(mπ/b)2+(nπ/а)2,
где а и b - размеры поперечного сечения волновода, ε - диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей волноводный зонд, k - волновое число для пустого пространства, m и n - целые числа 0 и 1.
Фаза комплексного коэффициента отражения от диэлектриков с действительным значением импеданса в данном случае будет независима от диэлектрических свойств, а именно от абсолютного значения распределенного импеданса исследуемого материала.
Реализацию интерференционного принципа измерения модуля и аргумента комплексного коэффициента отражения осуществляют при помощи устройства, блок-схема которого приведена на фиг.1. На фиг.2 схематично изображено положение диэлектической призмы в терминальном отделе полости волноводного зонда.
Устройство содержит СВЧ-генератор на диоде Ганна 1, который соединен с разделителем мощности 2, от него зондирующий сигнал через последовательно соединенные первый прерыватель 3 и циркулятор 4 поступает в волноводный зонд 5, отражается от исследуемого материала, через тот же циркулятор 4 поступает в сумматор 6, и далее - на квадратичный детектор 7. Опорный сигнал поступает в сумматор 6 через второй прерыватель 8. Из сумматора 6 СВЧ-сигнал поступает на квадратичный детектор 7, где он детектируется. От квадратичного детектора 7 модулированный низкой частотой модуляции сигнал через усилитель 9, усиливающий сигналы на частоте модуляции, через синхронный детектор 10 поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11, и далее - на устройство визуализации 12 (например, монитор компьютера). Синхронный детектор на частоте модуляции управляет открытием и закрытием двух прерывателей (p-i-n диодов). Двойной линией со стрелкой между линиями указан путь СВЧ-сигнала в волноводе, одинарной стрелкой - направление низкочастотного продетектированного сигнала в электрическом кабеле.
Волноводный зонд 5 заполнен материалом в форме призмы (фиг.2 и фиг.3) с диэлектрической проницаемостью ε.
Устройство работает следующим образом.
СВЧ-генератор работает в непрерывном режиме, время единичного измерения комплексного коэффициента отражения имеет длительность 0,1-100 мс и состоит из следующих этапов (фиг.1).
1. Первый прерыватель 3 (p-i-n диод) открыт, второй прерыватель 8 закрыт. На квадратичный детектор 7 поступает отраженный сигнал U1.
2. Второй прерыватель 8 (p-i-n диод) открыт, первый прерыватель 3 закрыт. На квадратичный детектор 7 поступает опорный сигнал U2.
3. Оба прерывателя 3 и 8 открыты, на квадратичный детектор 7 поступает результат интерференции отраженного и опорного сигналов - суммарный сигнал U3.
Суммарный сигнал, согласно теореме косинусов, связан с опорным и отраженным следующим уравнением:
U3=U1+U2-2(U1U2)0,5·cos(υ-υ0),
где υ - аргумент комплексного коэффициента отражения,
υ0 - калибровочная константа прибора.
По теореме косинусов из векторной диаграммы трех сигналов - отраженного, опорного и суммарного - можно найти разность фаз между опорным и отраженным сигналами:
(υ-υ0)=arccos[(U1+U2-U3)/2·(U1·U2)0,5]
Калибровка амплитуды и фазы отраженного сигнала осуществляется по амплитуде отраженного сигнала от короткозамкнутого волноводного излучателя (металлическое зеркало с точной подгонкой зеркальной поверхности к торцу заполненного диэлектриком волноводного зонда 5). Амплитуда отраженного сигнала от металлического зеркала - нормировочный множитель, фаза - начальная фаза υ0.
Отношение амплитуды отраженного сигнала рабочего измерения и нормировочного множителя - модуль комплексного коэффициента отражения. Нормировочный множитель равен коэффициенту деления амплитуд зондирующего и опорного сигналов, и его значение подбирается близким к единице.
Аргумент комплексного коэффициента отражения - разность фаз рабочего и калибровочного измерений.
На фиг.2 иллюстрируется устройство излучателя (волноводного зонда) 5, который в терминальном участке заполнен диэлектриком 13, например корундом, керамикой, алмазом, лейкосапфиром, с диэлектрической проницаемостью ε'≥10 и ε''≈0. На фиг.3 изображена проходящая через грань призмы в полость волновода H01 отраженная мода второй гармоники, а моды, испытывающие полное отражение на грани наклонной призмы, и соответственно не проходящие в полость волновода, обобщенно изображены на фиг.2. Заполнение диэлектрика выполнено в виде согласующей косоугольной призмы, в которой основная распространяющаяся мода H01 отвечает условию ε·k2>>(mπ/b)2+(nπ/а)2, а другие моды отраженного излучения в пустой волновод не проходят. Фильтрация высших мод обеспечивается либо участками плавного сужения волноводного тракта (волноводными фильтрами), либо дополнительным условием на угол наклона грани косоугольной призмы 13 к оси волновода. Так, общее условие прохода отраженного волноводного излучения из диэлектрической призмы в волноводный тракт, связывающее диэлектрическую проницаемость вещества призмы, угол наклона грани призмы к оси волновода, габариты сечения волновода, значение волнового вектора и индексы проходящей в волновод отраженной моды связаны выражением:
arcsin([ε·k2-(mπ/b)2-(nπ/а)2]0,5/[ε·k2]0,5)-(2g+1)·β<arcsin(1/√ε)
Здесь ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала призмы-вставки; а и b - длина и ширина поперечного сечения прямоугольного волновода; m и n - целые числа - индексы распространяющихся мод в заполненном диэлектриком волноводе; g - целое число: 1, 2, 3...; k - волновое число используемого миллиметрового излучения для свободного пространства (k=2πν/c, ν - частота, с - скорость света в вакууме); β - угол наклона грани призмы к оси волновода.
Схема прохода отраженной волны H01 второй гармоники (отвечающей условию ε·k2>>(mπ/b)2+(nπ/a)2) излучения СВЧ-генератора на диоде Ганна из лейкосапфировой косоугольной призмы на торце волноводного зонда в пустой волновод представлена на фиг.3. Все другие распространяющиеся моды на границе наклонной грани призмы и пустого волновода имеют такие углы падения, что испытывают внутреннее отражение и в волноводный тракт не проходят (фиг.2). Зондирующее излучение, во избежание загромождения рисунка, не представлено. Так как для проходящей в волновод отраженной моды угол между направлением распространения отраженной моды и траверзом волновода «α», равный arcsin (h/√ε·k), близок к 90°, то волна H01 распространяется от исследуемой среды до отражения от наклонной плоскости призмы практически горизонтально, подобно плоской поперечной волне в свободном пространстве.
Таким образом, в отличие от прототипа, в котором для обеспечения измерения компонент комплексной диэлектрической проницаемости каждого нового материала необходима регулировка фазы отраженного и опорного сигналов волноводными трансформаторами, обеспечивающая полное согласование импедансов волноводного зонда и измеряемого образца, импеданс (отношение тангенциальных компонент Е и Н полей волноводной волны) предлагаемого нами волноводного зонда имеет практически исключительно либо действительное, либо мнимое значение. Если абсолютное значение импеданса волновода больше, чем импеданс нагрузки, волноводный зонд имеет мнимый импеданс, если меньше - действительный.
Вследствие только действительного либо мнимого значения импеданса волновода, при контакте волноводного зонда даже с существенно рассогласованной нагрузкой на границе «волновод - исследуемое вещество» не возникает высших мод, а волноводная волна зондирующего и отраженного излучения по структуре близка к плоской волне в бесконечном пространстве, и для нахождения связи между диэлектрическими параметрами (ε' и ε'') среды с амплитудой и аргументом измеренного комплексного коэффициента отражения применимы формулы Френеля, описывающие отражение и преломление плоских электромагнитных волн на плоской границе раздела двух диэлектриков. В итоге подстройка фазы отраженного и опорного сигналов не требуется при каждом измерении диэлектрических параметров каждого нового вещества, а настройка фазы (калибровка прибора) проводится при стабильном генераторе только один раз (например, раз в день или в месяц) при короткозамкнутом волноводе, например, по полированному металлическому зеркалу.
Claims (3)
1. Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел, включающий генерацию СВЧ-сигнала, разделение его на опорный и зондирующий сигналы, облучение тела СВЧ-сигналом при контакте волноводного зонда с исследуемым материалом, прием отраженного, опорного и суммарного сигналов и их детектирование, отличающийся тем, что для облучения используют волноводную волну, волновое число которой в свободном пространстве волноводного зонда, заполненного диэлектрической вставкой в форме призмы, «[ε·k2]0,5» выбрано в пределах от 1,0 до 1,07 продольного волнового числа волноводной волны «[ε·k2-(mπ/b)2+(nπ/a)2]0,5», где ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала вставки; а и b - длина и ширина поперечного сечения прямоугольного волновода; m и n - целые числа - индексы распространяющихся мод в заполненном диэлектриком волноводе; k - волновое число используемого миллиметрового излучения для пустого свободного пространства, равное k=2πν/c, где ν - частота, с - скорость света в вакууме.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что настройку разности фаз отраженного и опорного сигналов проводят при короткозамкнутом волноводе, например, при контакте торца волноводного зонда с полированным металлическим зеркалом.
3. Устройство для реализации способа, содержащее СВЧ-генератор, разделитель мощности, первый и второй прерыватели, циркулятор, волноводный зонд, сумматор, квадратичный детектор, усилитель сигналов на частоте модуляции, синхронный детектор, АЦП и устройство визуализации, при этом первый выход СВЧ-генератора соединен со входом разделителя мощности, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго прерывателей, вторые входы которых соединены с первым выходом синхронного детектора, выход первого прерывателя подключен к входу циркулятора, выходы которого подключены соответственно к волноводному зонду и к первому входу сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго прерывателя, а выход со входом квадратичного детектора, выход которого последовательно соединен с усилителем сигналов, синхронным детектором, АПЦ и устройством визуализации, отличающееся тем, что в полости терминального участка волноводного зонда смонтирована диэлектрическая призма, угол наклона грани которой к оси волновода связан с диэлектрической проницаемостью материала призмы, габаритами сечения волновода, значением волнового вектора и индексами моды выражением:
arcsin([ε·k2-(mπ/b)2-(nπ/a)2]0,5/[ε·k2]0,5)-(2h+1)·β<arcsin(1/√ε),
где ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала призмы-вставки; а и b - длина и ширина поперечного сечения прямоугольного волновода; β - угол наклона грани призмы к оси волновода, m и n - целые числа - индексы распространяющихся мод в заполненном диэлектриком волноводе; h - целое число: 1, 2, 3...; k - волновое число используемого миллиметрового излучения для свободного пространства, равное k=2πν/c, где ν - частота, с - скорость света в вакууме.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107047/28A RU2331894C1 (ru) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство для его реализации |
| PCT/RU2008/000046 WO2008108682A1 (ru) | 2007-02-14 | 2008-01-25 | Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство |
| US12/537,771 US7868627B2 (en) | 2007-02-14 | 2009-08-07 | Method and a device for measuring dielectric characteristics of material bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107047/28A RU2331894C1 (ru) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2331894C1 true RU2331894C1 (ru) | 2008-08-20 |
Family
ID=39738472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007107047/28A RU2331894C1 (ru) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство для его реализации |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7868627B2 (ru) |
| RU (1) | RU2331894C1 (ru) |
| WO (1) | WO2008108682A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2575468C1 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-02-20 | Автономная некоммерческая организация "Институт биомедицинских проблем" (АНО "ИБП") | Устройство для определения комплексной диэлектрической проницаемости материалов |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8989837B2 (en) | 2009-12-01 | 2015-03-24 | Kyma Medical Technologies Ltd. | Methods and systems for determining fluid content of tissue |
| JP5975879B2 (ja) | 2009-12-01 | 2016-08-23 | キマ メディカル テクノロジーズ リミテッド | 診断装置および診断のためのシステム |
| WO2012011065A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Kyma Medical Technologies Ltd. | Implantable radio-frequency sensor |
| RU2467309C1 (ru) * | 2011-07-22 | 2012-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Способ измерения коэффициентов отражения зеркал |
| KR101464657B1 (ko) * | 2013-08-09 | 2014-12-05 | 연세대학교 산학협력단 | 유전율 측정 장치 및 방법 |
| EP3063832B1 (en) | 2013-10-29 | 2022-07-06 | Zoll Medical Israel Ltd. | Antenna systems and devices and methods of manufacture thereof |
| EP4233711A3 (en) | 2014-02-05 | 2023-10-18 | Zoll Medical Israel Ltd. | Apparatuses for determining blood pressure |
| US10397634B2 (en) * | 2014-03-25 | 2019-08-27 | Synamedia Limited | System and method for synchronized presentation of video timeline metadata |
| US11259715B2 (en) | 2014-09-08 | 2022-03-01 | Zoll Medical Israel Ltd. | Monitoring and diagnostics systems and methods |
| WO2016115175A1 (en) | 2015-01-12 | 2016-07-21 | KYMA Medical Technologies, Inc. | Systems, apparatuses and methods for radio frequency-based attachment sensing |
| WO2019030746A1 (en) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Zoll Medical Israel Ltd. | SYSTEMS, DEVICES AND METHODS FOR PHYSIOLOGICAL MONITORING OF PATIENTS |
| CN115956894B (zh) * | 2021-10-09 | 2025-08-15 | 上海交通大学 | 毫米波探头及其人体皮肤成像实现方法 |
| CN115060978B (zh) * | 2022-06-28 | 2023-05-23 | 电子科技大学 | 一种基于时域分析法的介电常数估计方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU181755A1 (ru) * | Е. инлов , Б. С. Муцейх | СЛЕДЯЩИЙ ЗОЛОТНИК дл КОНТАКТНЫХ СТЫКОВЫМАШИН | ||
| US5345243A (en) * | 1987-04-23 | 1994-09-06 | The Ohio State University Research Foundation | Continuous-wave reflection transmissometer with target discrimination using modulated targets |
| RU2078336C1 (ru) * | 1991-11-26 | 1997-04-27 | Киевский технологический институт легкой промышленности | Способ контроля свойств материалов по дисперсии коэффициента диэлектрических потерь и устройство для его осуществления |
| RU2098016C1 (ru) * | 1997-01-30 | 1997-12-10 | Черняков Геннадий Михайлович | Способ диагностики и устройство для его осуществления |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1817555A1 (ru) | 1990-12-25 | 1995-08-27 | Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики | Способ определения диэлектрических параметров материалов |
| RU2095812C1 (ru) * | 1996-04-15 | 1997-11-10 | Черняков Геннадий Михайлович | Способ диагностики стадий желчно-каменной болезни |
| US6100703A (en) * | 1998-07-08 | 2000-08-08 | Yissum Research Development Company Of The University Of Jerusalum | Polarization-sensitive near-field microwave microscope |
| DE10102578C2 (de) * | 2001-01-20 | 2003-01-09 | Univ Braunschweig Tech | Resonanter Mikrowellensensor |
| UA62343A (en) * | 2003-03-07 | 2003-12-15 | Nat Univ Kharkiv Radioelect | Method for determining the content of moisture in dielectric material and the device for the realization of the method |
| DE102004063228B4 (de) * | 2004-12-22 | 2007-06-28 | Hauni Maschinenbau Ag | Meßvorrichtung und -verfahren zur Bestimmung einer dielektrischen Eigenschaft, insbesondere der Feuchte und/oder Dichte, eines Produkts |
-
2007
- 2007-02-14 RU RU2007107047/28A patent/RU2331894C1/ru active IP Right Revival
-
2008
- 2008-01-25 WO PCT/RU2008/000046 patent/WO2008108682A1/ru not_active Ceased
-
2009
- 2009-08-07 US US12/537,771 patent/US7868627B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU181755A1 (ru) * | Е. инлов , Б. С. Муцейх | СЛЕДЯЩИЙ ЗОЛОТНИК дл КОНТАКТНЫХ СТЫКОВЫМАШИН | ||
| US5345243A (en) * | 1987-04-23 | 1994-09-06 | The Ohio State University Research Foundation | Continuous-wave reflection transmissometer with target discrimination using modulated targets |
| RU2078336C1 (ru) * | 1991-11-26 | 1997-04-27 | Киевский технологический институт легкой промышленности | Способ контроля свойств материалов по дисперсии коэффициента диэлектрических потерь и устройство для его осуществления |
| RU2098016C1 (ru) * | 1997-01-30 | 1997-12-10 | Черняков Геннадий Михайлович | Способ диагностики и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2575468C1 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-02-20 | Автономная некоммерческая организация "Институт биомедицинских проблем" (АНО "ИБП") | Устройство для определения комплексной диэлектрической проницаемости материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008108682A1 (ru) | 2008-09-12 |
| US20100001747A1 (en) | 2010-01-07 |
| US7868627B2 (en) | 2011-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2331894C1 (ru) | Способ измерения диэлектрических характеристик материальных тел и устройство для его реализации | |
| Fan et al. | Effect of vapor-cell geometry on Rydberg-atom-based measurements of radio-frequency electric fields | |
| Bahr | Microwave nondestructive testing methods | |
| Hasar et al. | Improved method for permittivity determination of dielectric samples by free-space measurements | |
| Naftaly et al. | Metrology state-of-the-art and challenges in broadband phase-sensitive terahertz measurements | |
| Gusakov et al. | Correlation enhanced-scattering diagnostics of small scale plasmaturbulence | |
| RU2665593C1 (ru) | Способ измерения диэлектрических свойств материала и устройство для его осуществления | |
| Krishnamurthy et al. | Characterization of thin polymer films using terahertz time-domain interferometry | |
| Gorshunov et al. | Methods of terahertz-subterahertz BWO spectroscopy of conducting materials | |
| CN114152588A (zh) | 反射式太赫兹时域光谱复合材料自参考光学参量测量方法 | |
| Afsar et al. | Precise dielectric measurements of low-loss materials at millimeter and submillimeter wavelengths | |
| CN109142266A (zh) | 一种太赫兹精细谱探测仪 | |
| Lengyel | A Michelson-type interferometer for microwave measurements | |
| Khan et al. | High frequency dielectric characteristics of tumorous and non-tumorous breast tissues | |
| Kaatze et al. | Experimental methods | |
| CN112229814B (zh) | 太赫兹光谱测量装置、测量方法及其用途 | |
| Bowring et al. | Active millimeter wave detection of concealed layers of dielectric material | |
| Zhao et al. | A Quasi-optical THz Imaging System Using a One-port Vector Network Analyser | |
| Andrushchak et al. | A new method for refractive index measurement of isotropic and anisotropic materials in millimeter and submillimeter wave range | |
| Yashchyshyn et al. | New opportunities in quasi-optical materials characterization in far infrared region | |
| Chao et al. | Dielectric permittivity measurements of thin films at microwave and terahertz frequencies | |
| Eremenko et al. | Differential waveguide cuvette for complex permittivity measurement of high loss liquids at microwaves | |
| Nazarov et al. | Tooth study by terahertz time-domain spectroscopy | |
| WO2021124393A1 (ja) | 誘電分光測定装置 | |
| Chao et al. | Complex permittivity of thin films at millimeter and THz frequencies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190215 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220414 |