จะคำนวณ permittivity สำหรับความถี่ที่สูงขึ้นได้อย่างไร

ในหนังสือหลายเล่มความเปราะบางของวัสดุถูกระบุว่าเป็นค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสำหรับหนึ่งหรือสองความถี่ ใช้ 1 kHz บ่อยครั้ง (ตัวอย่างในคู่มือเทคโนโลยีพลาสติกฉบับที่ 4, ISBN-13: 978-0-8493-7039-7) แต่ฉันกำลังมองหาความอนุญาตจากความถี่อย่างน้อย 2,000 ครั้งขึ้นไป (2 -4 GHz)

หนึ่งจะคำนวณการอนุญาตของวัสดุสำหรับความถี่ที่สูงขึ้นได้อย่างไร ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกยังคงมีประโยชน์ที่นี่หรือไม่?

electrical-engineering materials rf-electronics

— เสากระโดง
แหล่งที่มา

ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ไม่พยายามคำนวณ วัสดุประพฤติในลักษณะตลกที่ความถี่ค่อนข้างสูง ฉันจะดูถึงหนังสืออ้างอิงจำนวนมาก (CRC และอื่น ๆ ) รวมทั้งเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตเพื่อหาค่าที่วัดได้สำหรับการอนุญาตหรือสำหรับการส่งผ่านของสสารนั้น

— Carl Witthoft

@CarlWitthoft มากมายที่จะหา แต่ไม่มีอะไรสำหรับช่วงความถี่ที่ฉันมีอยู่ในใจ

— เสา

พื้นหลังของคำถามใดคุณต้องทำการทดสอบวัสดุจริงหรือต้องการตัวเลขสำหรับป้อนการออกแบบ

— Brethlosze

@hypfco เพื่อปรับปรุงการออกแบบที่มีอยู่ วัสดุปัจจุบันเหมาะสมที่สุดย่อย

— Mast

คุณสามารถแบ่งปันรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบที่คุณต้องการเพื่อให้บรรลุถ้าเป็นไปได้? คุณต้องการใช้สำหรับการจำลอง 2D / 3D หรือการคำนวณแบบอื่นหรือไม่?

— Brethlosze

คำตอบ:

มีวิธีการมากมายสำหรับการพิจารณาอนุญาตที่ความถี่สูง แต่มีวิธีการทดลองที่สม่ำเสมอ หนึ่งในวิธีการง่าย ๆ คือโพรงกำทอน คุณสร้างโพรงเรโซแนนต์ที่มีความถี่เรโซแนนที่เป็นที่รู้จัก จากนั้นใส่วัสดุที่อยู่ในช่องโดยผู้ถือบางคนและดูว่าความถี่เรโซแนนท์รบกวน (โดยใช้เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์หรืออุปกรณ์ที่คล้ายกัน) จากนี้คุณสามารถหาการอนุญาตได้ นี่เป็นวิธีที่ค่อนข้างแม่นยำ แต่การทดสอบโพรบแบบเปิดสามารถทำงานได้อย่างสมเหตุสมผลโดยมีการผลิตน้อยกว่ามาก

จากประสบการณ์มักจะมีข้อมูลที่ดีเกี่ยวกับวัสดุอิเล็กทริกทั่วไปรอบความถี่ความร้อน (2.45 GHz) มันจะไม่แตกต่างกันอย่างมีความหมายสำหรับ 1-4 GHz

ฉันได้ทำการทดสอบช่องไมโครเวฟด้วยวัสดุอิเล็กทริกในช่วง 18-20 GHz และค่าที่เผยแพร่มักจะถูกต้องสำหรับ 10 GHz แม้จะใช้ที่ 20 GHz แน่นอนมันยังคงเป็นสิ่งที่มีความหมายที่จะมี!

หากคุณกำลังมองหาข้อมูลเฉพาะฉันจะดูแผ่นข้อมูลจากผู้ผลิตวัสดุที่กำหนด Matweb ยังเป็นแหล่งข้อมูลที่ดีด้วย - คุณสามารถลงทะเบียนสำหรับบัญชีฟรีเพื่อรับผลลัพธ์เต็มรูปแบบฉันเชื่อว่า: http://www.matweb.com/

ยิ่งไปกว่านั้นการทำเสาอากาศ + อิเล็กทริกจำลองอาจทดสอบความมีชีวิตของวัสดุอิเล็กทริกได้ง่ายขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของรูปทรงเสาอากาศของคุณ ฉันใช้ COMSOL และแพ็คเกจอื่น ๆ เพื่อกำหนดช่วงการอนุญาต / การสูญเสียสัมพัทธ์สำหรับการเปิด / ปิดเสาอากาศไมโครเวฟ แน่นอนว่าการซื้อวัสดุและการผลิตที่มีราคาแพงนั้นจะช่วยให้คุณทราบว่าการตอบสนองความถี่ของคุณไม่ดี

— ฟิลลิส diller
แหล่งที่มา

ฉันยังไม่พบสถิติที่ถูกต้องใน Matweb แต่ฉันจะทำการขุดต่อไป ฉันถือว่า COMSOL ฉันมีประสบการณ์เล็กน้อยกับห้องชุด แต่ไม่แน่ใจว่าจะใช้กับบางสิ่งที่พิเศษเช่นนี้ได้หรือไม่ ด้วยความรู้ที่ดีที่สุดของฉันคุณจะต้องตั้งค่าการอนุญาตในแบบจำลอง

— เสา

@Mast ที่คุณทำ แต่คุณสามารถกำหนดช่วงเพื่อจำลอง มันจะไม่เปลี่ยนแปลงตามลำดับความสำคัญดังนั้นหากคุณกวาดมากกว่า (พูดสำหรับพลาสติกทั่วไปและเซรามิก) ในช่วง 2 ถึง 10 Er, 0.0001 ถึง 0.001 แทนเจนต์การสูญเสียคุณจะครอบคลุมฐานของคุณ

— phyllis diller

ไม่ดีอย่างที่ฉันหวังไว้ แต่ก็ยังดีกว่าไม่มีอะไรแน่นอน

— เสา

การคำนวณ permittivity เป็นฟังก์ชั่นของความถี่เป็นเรื่องยากมากที่ดีที่สุดไปยังจุดที่ได้รับการพิจารณาเพื่อทำไม่ได้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ การอนุญาตในฐานะที่เป็นฟังก์ชั่นของความถี่จะตอบสนองต่อคุณสมบัติหลายอย่างของอิเล็กทริกตัมและไม่เป็นไปตามเส้นโค้งที่คาดการณ์ได้ ในขณะที่คุณกวาดล้างคลื่นความถี่การอนุญาตของอิเล็กทริกตัมอาจขึ้นและลงตามช่วงเวลาที่สุ่ม

หากคุณต้องการข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับการอนุญาตของไดอิเล็กทริกที่กำหนดภายใต้สถานการณ์ที่กำหนด (อุณหภูมิ, แรงดันไฟฟ้า, คุณสมบัติเชิงกล ฯลฯ ) การวัดเป็นตัวเลือกที่แนะนำเท่านั้น

— Frank van Wensveen
แหล่งที่มา