7.3 Коэффициент затухания материалов экрана

Коэффициент затухания материала экрана, т.е. чистое свойство материала, независимо от геометрических размеров подлежащего изготовлению экрана, определяется согласно рис. 7.8. Разница коэффициентов затухания без экрана и с ним является коэффициентом затухания материала

Как и в других случаях, результат измерения зависит не толь­ко от испытуемого объекта, но и от измерительной установки. Так, при различных конструкциях антенн, их диаграммах направленности и расстояниях до образца, а также различных размерах образцов, получают различные результаты измерений для одного и того же материала. Поэтому были разра­ботаны модифицированные методики, которые, хотя тоже не приводят к единым результатам, однако в их совокупности до­пускают более точную оценку свойств материалов экранов [Л.].

Коаксиальная измерительная ТЕМ - ячейка со сплошным внут­ренним проводником. У коаксиальной измерительной ТЕМ - ячейки с внутренним проводником образец материала располагается в середине коаксиальной линии с постоянным волновым сопротивлением (рис. 7.9). Образец имеет форму шайбы, внутренний проводник ячейки проходит внутри шайбы. Тем самым измерительная установка обеспечивает условия дальней зоны. Векторы напряженностей электрического и магнитного полей ориентированы параллельно поверхности образца. Часть приходящей от измерительного генератора волны отражается, часть проходит через образец, а остальная рассеивается в образце, т.е. превращается в джоулево тепло. Коэффициент затухания электромагнитных волн определяется

для тонкостенных образцов

Рис. 7.9 – Коаксиальная измерительная ячейка для ТЕМ-волн с проходящим внут­ренним проводником (ASTM — Американское общество испытаний и материа­лов, США [Л.].

для толстостенных образцов

где d — толщина шайбы.

Измеренный коэффициент затухания зависит от качества кон­такта образца с внутренним и наружным проводниками ячейки. Для того, чтобы устранить влияние контакта, была разработана разъемная коаксиальная измерительная ячейка.

Разъемная коаксиальная измерительная ячейка. Для улучше­ния контакта с образцом в этой ячейке образец материала в фор­ме диска расположен между торцами двух сжимаемых половин коаксиальной линии (рис. 7.10). Места соединений между поло­винами внутреннего и наружного проводника шунтированы ем­костями. Для того чтобы учесть это емкостное влияние, прово­дится опыт холостого хода, при котором вместо образца устанав­ливается шайба в стенке наружного провода и круглая прокладка в стыке внутреннего провода заданной толщины, изготовленные из исследуемого материала.

Рис. 7.10 - Коаксиальная измерительная ТЕМ - ячейка, (NBS — Национальное бюро стандартов, США [Л.])

В сравнении с измерительной ячейкой, показанной на рис. 7.9, разъемное устройство позволяет получить более воспроизводи­мые и лучше согласующиеся с теорией результаты измерений. Верхняя граничная частота обеих ячеек определяется образова­нием высших мод и достигает приблизительно 1,6 ГГц.

Двойная измерительная ячейка. Двойная ТЕМ - ячейка служит для определения коэффициента затухания квазистатических элек­трических и магнитных полей и состоит из двух обычных ТЕМ-ячеек прямоугольного поперечного сечения, которые подобно направленному ответвителю связаны друг с другом электромаг­нитным полем через отверстие (рис. 7.11). Испытуемый образец закрепляется под отверстием, причем качество контакта играет существенную роль. В противоположность обеим вышеописан­ным ТЕМ-ячейкам в двойной ТЕМ - ячейке векторы напряженно­сти электрического поля направлены нормально, а напряжен­ность магнитного поля — тангенциально поверхности образца. Благодаря наличию двух выходов в нижней ячейке можно раз­дельно определить коэффициенты затухания квазистатических магнитного и электрического полей [Л.]. Сумма выходных сигналов а1 и а2 соответственно при отсутствии образца и с об­разцом дает коэффициент затухания электрического поля

, (7.9)

их разность – коэффициент затухания магнитного поля

. (7.10)

Рис. 7.11 – Двойная измерительная ячейка для ТЕМ-волн с апертурной связью (NBS [Л.])

Рис. 7.12 – Измерительная ячейка "дуаль - чембер" (нормы [9.22]):

а — коэффициент затухания электрического поля;

б — коэффициент затухания магнитного поля

В измерительной ячейке с экранирующим корпусом по нормам ASTM (American Society for Testing and Materials — Американское общество испытаний и материалов) [Л.] образец может быть расположен непосредственно между двумя электрическими или магнитными диполями (рис. 7.12). Векторы электрической и магнитной напряженности полей ориентированы в этом устройстве нормально к поверхности образца (имитация ближней зоны).

Из-за собственных резонансов и неоднородного распределения поля результаты измерений коэффициента затухания слабо согласуется с результатами, полученными другими методами или расчетами.

Коэффициент затухания может быть определен путем измерения сопротивлений связи [Л.], а также расчетом во временной области [Л.].