Определение материальных параметров и толщины промышленных магнитодиэлектрических и ферритовых образцов с металлической подложкой

Abstract

Предложена модель Т-образного сочленения волноводов для измерения материальных параметров и толщины однослойной гиротропной среды с металлической подложкой волновым способом через амплитуду и фазу коэффициента отражения Hp0-волноводной волны от образца. Для этой цели получено строгое решение задачи рассеяния Hp0-волны на Т-разветвлении волноводов с гиротропной средой в одном из волноводов. В общем случае решение задачи сводится к системе линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) 2-го рода относительно амплитуд волноводных волн в области связи Т-волноводного разветвления, через которые и находится модуль и фаза коэффициента отражения исходной волны. Рассмотрены предельные случаи одноволнового и двухволнового распространения волн в связанной области волноводного Т-разветвления, для которых найдены из СЛАУ аналитические выражения для комплексного коэффициента отражения при произвольных соотношениях материальных параметров исследуемого слоя, размеров волноводов и длины волны. Проведено сравнение приближенных и строгих решений для этих случаев. Приведены зависимости амплитуды и фазы коэффициента отражения волноводной волны от различных материальных параметров образца и его толщины для диэлектрической, магнитодиэлектрической и ферритовой сред. Запропонована модель Т-образного розгалуження хвилеводів для вимірювання матеріальних параметрів і товщини одношарового гіротропного середовища з металевою підкладкою хвильо- вим способом через амплітуду й фазу коефіцієнта відбиття Hp0-хвилеводної хвилі від зразка. Для цієї мети отримано строге рішення задачі розсіяння такої хвилі на Т-розгалуженні хвилеводів з гіротропним середовищем в одному із хвилеводів. У загальному випадку рішення задачі зводиться до системи лінійних алгебраїчних рівнянь (СЛАР) 2-го роду щодо амплітуд хвилеводних хвиль в області зв’язку Т-розгалуження, через які й знаходяться модуль і фаза коефіцієнта відбиття початкової хвилі. Розглянуто граничні випадки однохвильового й двохвильового поширення хвиль у області зв’язку хвилеводного Т-розгалуження, для яких знайдені зі СЛАУ аналітичні вирази комплексного коефіцієнта відбиття для довільних співвідношень матеріальних параметрів досліджуваного шару, розмірів хвилеводів і довжини хвилі. Проведено порівняння наближених і строгих рішень для цих випадків. Наведено залежності амплітуди й фази коефіцієнта відбиття хвилеводної хвилі від різних значень матеріальних параметрів зразка і його товщини для діелектричного, магнітодіелектричного і феритового середовища. Is offered model T-junction for measuring the material parameters and thickness of a single-layered gyrotropic medium with a metal substructure wave method through amplitude and a phase of a reflection coefficient Hp0 of the waveguide wave from a pattern. For this purpose the rigorous solution of a scattering problem of wave on the T-junction of waveguides with a gyrotropic medium in one of waveguides is obtained. Generally the a problem solution is reduced to linear algebraic equations system (LAES) second kind concerning amplitudes of the waveguide waves in the field of connection of the T-junction through which there is a module and a phase of a reflection coefficient of an initial wave. Limiting cases of an one-wave and two-wave advance of waves in the coupled field of the waveguide T-junction for which are discovered from LAES analytical forms for a complex reflectivity at the arbitrary parities of the material parameters of an investigated stratum, dimensions of waveguides and a wave length are considered. Comparison of the approximate and rigorous solutions for these cases is lead. Dependences of amplitude and a phase of a reflection coefficient of the waveguide wave on various material parameters of a pattern and its thickness for the dielectric, magnetodielectric and ferrite media are reduced.