Medida das características de um material dieléctrico com uma cavidade ressonante
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- Aurélia Carvalho Gameiro
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1 Mei s crcerísics e um meril ielécrico com um cvie ressonne. Inroução Nese rblho esum-se s crcerísics e um cvie ressonne em ui recnulr: frequênci e ressonânci f e fcor e qulie. Meem-se in s crcerísics ielécrics: consne ielécric e nene o ânulo e pers, o poliesireno expnio, rvés os esvios e f e, que se observm quno cvie é preenchi por um mosr o meril em esuo. A mei é efecu n bn e frequêncis [ GHz].. Meril ielécrico Um meril ielécrico é crcerizo pel su consne ielécric reliv r e pel nene o ânulo e pers, δ. As pers ruzem-se por um conuivie efeciv σ complex: em que r σ ω ω r δ j ( j δ ) r seno δ nene e pers o meril, por: δ r. Cvie em ui recnulr e coplmeno o ui e ons b A cvie é form por um ui recnulr e imensões rnsversis:.86 cm; b.6 cm e com comprimeno,.55 cm, seno ermin em c um s sus exremies por um pequen berur (íris). A cvie enconr-se mon em rnsmissão e moo reuzir o mínimo influênci o circuio e microons. O coplmeno cvie o ui e ons poi mbém ser efecuo rvés e um pequen son ou loop.
2 A form o coplmeno vi lerr frequênci e ressonânci cvie fech e o seu fcor e qulie, o que poe jusificr pequens iferençs relivmene os vlores eóricos cvie fech. 4. Princípios eóricos mei A frequênci e ressonânci f e o fcor e qulie cvie epenem su eomeri, o moo ressonne e s crcerísics o meril ielécrico que preenche. A eneri elécric e mnéic é rmzen no inerior cvie, ocorreno issipção e poênci ns prees meálics e no ielécrico que preenche cvie. Deerminm-se s crcerísics cvie sem mosr, f e, seno nese cso s pers evis pens às prees conuors cvie. As pers icionis e rição que poem ocorrer juno os plnos erminis cvie evem ser minimizs rnino um bom conco enre o roço e ui que form cvie e s íris que o erminm. uno se preenche cvie com mosr ielécric os vlores e f e sofrem esvios que são evios essencilmene às propriees ielécrics o meril em esuo, e que vão permiir clculr r e δ, como se explic ns secções seuines. 4. Frequênci e ressonânci cvie recnulr O roço e ui recnulr e que é fei cvie prop o moo funmenl TE. Dese moo, s frequêncis e ressonânci cvie (moos TE l ) são s por: c π lπ f l + π r em que é imensão loniuinl e l é um ineiro ( l,,,...). 4. Fcor e qulie O fcor e qulie C cvie sem mosr (preenchimeno e r) é eermino pel eomeri cvie, pelo moo ressonne e pels pers ns prees conuors: em que C π R s ( k ) b Z l b + b + l + R ωµ / σ é resisênci superficil s prees meálics, Z s impeânci e on no r (Z 77 Ω) e k consne e propção no r ( k / c ). ω No cso cvie preenchi com mosr somm-se s pers ielécrics o meril o que se ruz num fcor e qulie.
3 Define-se in um erceiro fcor e qulie que conbiliz pens s pers no ielécrico (usênci e pers conuors): δ ω P e W Os rês fcores esão relcionos rvés e: + c
4 Plno e rblho Pre I. Esuo s crcerísics cvie em ui recnulr. Efecue monem fiur. Geror Osciloscópio Sweep Ou A B RF Íris Íris Onâmero Trnsição Coxil/ui Aenuor prão Troço e ui Troço e ui Deecor Fiur Monem esquemáic pr esuo cvie em ui recnulr. Coloque enução em AP no vlor e B.. Liue o oscilor no moo e vrrimeno: - Gerores PHILIPS PM 7X: lir S EXP SWEEP (no pinel fronl). Escolher o moo CW, colocr o SWEEP RATE em MIN, F START8 GHz, F STOP9 GHz e CW FILT em ON (no pinel rseiro). - Geror WAVETEK 965, lir S SWP OUT/EXT TUNE (no pinel rseiro). Escolher o moo EXT TUNE, e colocr o RF LEVEL em MAX. 4. Ajuse os limies e frequênci pr f 8.5 GHz e f 8.9 GHz. 5. Coloque o osciloscópio no moo X DEFL e liue sí o eecor o osciloscópio. 6. Observe o pico e ressonânci cvie. Ajuse o inervlo e frequênci e vrrimeno e moo isolr o pico e ressonânci. Com o uxílio o onâmero meç su frequênci. Suesão: clibre escl e frequêncis o cnl B o osciloscópio (pr l esliue sí son e liue sí o onâmero.
5 Vole lir sí o eecor. Ienifique o moo ressonne. 7. Meç no osciloscópio, com o uxílio o onâmero, lrur B o respecivo pico. 8. Deermine o fcor e qulie C. Pre II Deerminção s crcerísics e um meril ielécrico. Aumene enução em Ap pr o seu vlor máximo e reire cvie o circuio. Coloque mosr ielécric no inerior cvie e vole colocá-l no circuio e mei.. Vole repôr enução no vlor e B.. Meç frequênci e ressonânci cvie com mosr e lrur B o respecivo pico e ressonânci, uilizno os proceimenos opos n pre I.. Clcule o fcor e qulie e comene os vlores obios pr c e e. 4. Deermine consne ielécric o meril prir os vlores e f e 5. Com bse nos vlores e c e meios esime nene o ânulo e pers. 6. Anlise evenuis erros e mei e su influênci nos resulos obios. f f. 4
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