Malzeme Karakterizasyonunda Rezonant Kavite Yöntemi

Malzeme Karakterizasyonunda Rezonant Kavite Yöntemi

 

Rezonant kavite yöntemi, seramik veya kompozit substratlar gibi düşük kayıplı katı malzemeler için en iyi yöntemdir. Rezonant kaviteler, belirli frekanslarda rezonans üreten yüksek kalite faktörlü (Q) yapılardır. Rezonans kavite fikstürünün boşluğuna yerleştirilen numune, buradaki boşluğun rezonans frekansını (f) ve kalite faktörünü etkiler. Bu parametrelerden de malzemenin karmaşık geçirgenliği hesaplanır.

Malzeme özellikleri

  • İnce, düz ve paralel yüzlü numuneler
  • Dalga kılavuzu rezonatörleri için silindirik çubuk şekli

 

Yöntem özellikleri

  • 1 GHz ile 110 GHz aralığında bir veya az sayıda frekansta ölçümler
  • Dalga kılavuzu rezonatörleri hariç tahribatsız ölçümler
  • Kalibrasyon gerektirmeyen ölçümler
  • Diğer yöntemler içerisinde en doğru ve hassas olanı
  • Düşük kayıplı malzemeler için en iyisi
  • εr ölçümleri

 

Rezonant kavite yöntemi kullanılarak ölçüm yapabilmek için network analizör, rezonant kavite fikstürü ve εr sabitini hesaplayan yazılıma ihtiyaç duyulmaktadır. Ölçüm gerçekleştirmek için birçok farklı metod ve fikstür vardır. N1500A Materials Measurement Suite yazılımında bölünmüş silindir rezonatör, sbölünmüş ileti dielektrik rezonatör ve kavite perturbation yöntemleri ile ölçümlerinizi kolayca gerçekleştirebilirsiniz. Yazılım bilgisayara kurulabilir ve network analizör GPIB, LAN veya USB arayüzüyle bilgisayara bağlanabilir. Fakat daha kolay bir yöntem olarak windows işletim sistemli ENA ve PNA serisi network analizörlerinde, yazılım doğrudan analizör içerisinde kullanılabilir ve böylece bilgisayara olan ihtiyaç ortadan kalkar.

Bölünmüş Silindir Rezonatör (Split Cylinder Resonator)

 

Bölünmüş silindir rezonatörü iki parçaya ayrılmış silindirik rezonant kavite fikstürüdür. Numune, iki silindirin arasındaki boşluğa yüklenir. Bir silindir parçası sabitlenirken, diğeri ise aralığın değişen numune kalınlıklarına uyum sağlaması için ayarlanır şekildedir. Dielektrik sabiti (εr), hem boş hem de numune ile yüklenmiş bölünmüş silindir rezonatörünün numune kalınlığı, silindir uzunluğu ve S parametresi ölçümlerinden hesaplanır.

Bölünmüş İleti Dielektrik Rezonatör (Split Post Dielectric Resonator)

Bölünmüş ileti dielektrik rezonatör, düşük kayıplı ve ince malzemelerin dielektrik sabitini ve kayıp tanjantını ölçmek için en kolay ve doğruluğu en yüksek yöntemlerden biridir

Kavite Perturbation (ASTM D2520)

ASTM 252010 kavite perturbation yöntemi, ayrıştırılmış uç plakaları olan dikdörtgen bir dalga kılavuzu kullanılarak gerçekleştirilir. Dielektrik ölçümü için, numune elektrik alanının en yüksek olduğu konumda bulunmalıdır. Kavite perturbation yöntemiyle ölçüm gerçekleştirirken boşluğun içindeki alanların ölçülen rezonans frekansını ve Q kavitesini bozmamak için çok küçük bir numune kullanılmalıdır. Böylece, yukarıdaki görselde bulunan dielektrik sabitinin hesaplanmasını sağlayan denklem işlemi kolaylaştırılır.

Sonuç olarak rezonant kavite fikstürleri bir veya az sayıda ölçüm gerçekleştirdiğinden diğer yöntemler içerisinde doğruluğu en yüksek olan ölçüm yöntemidir. Hassasiyeti yüksek olduğundan ince ve düşük kayıplı dielektrik malzemelerin ölçümünde tercih edilebilir.

Daha detaylı bilgi için Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials ve Six Dielectric Measurement Techniques For Materials Research uygulama notlarını inceleyebilirsiniz.

 
 
Yönetici | 21.05.2020 967 Görüntüleme
 

Yorumlar
 
Henüz yorum bulunmamaktadır. İlk yorumu sen yazabilirsin. Yorum yazmak için tıklayın
Bu Kategorideki Diğer Yazılar
Whatsapp Online Telefon Numarası