Em muitos livros, a permissividade de um material é listada apenas como constante dielétrica para uma ou duas frequências. 1 kHz é usado com frequência (por exemplo, no Plastics Technology Handbook, 4ª ed, ISBN-13: 978-0-8493-7039-7), mas estou procurando a permissividade para uma frequência pelo menos 2000 vezes maior (2 -4 GHz).
Como se calcula a permissividade de um material para uma frequência mais alta? A constante dielétrica ainda é útil aqui?
Respostas:
Existem muitos métodos para determinar permissividades em alta frequência, mas eles são uniformemente baseados em experiências. Um dos métodos fáceis é uma cavidade ressonante. Você cria uma cavidade ressonante que possui uma frequência ressonante conhecida. Em seguida, insira o material dentro da cavidade por algum suporte e veja quanto a frequência ressonante é perturbada (usando um analisador de rede vetorial ou equipamento similar). A partir disso, você pode descobrir a permissividade. Este é um método bastante preciso, mas um teste de sonda aberta pode fazer um trabalho razoável com muito menos fabricação.
Por experiência, normalmente existem bons dados sobre materiais dielétricos comuns em torno da frequência de aquecimento (2,45 GHz). Provavelmente não diferirá significativamente para 1-4 GHz.
Testei cavidades de microondas com materiais dielétricos na faixa de 18 a 20 GHz e os valores geralmente publicados são bastante precisos para 10 GHz, mesmo aplicados a 20 GHz. Certamente ainda é uma coisa significativa de se ter!
Se você estiver procurando por dados específicos, consulte as folhas de dados dos fabricantes de um determinado material. O Matweb também é um bom recurso - você pode se inscrever em uma conta gratuita para obter resultados completos, acredito: http://www.matweb.com/
Além disso - apenas como um aparte, fazer simulações de antena + dielétrica pode ser bastante fácil para testar a viabilidade de materiais dielétricos, dependendo da complexidade da geometria da sua antena. Eu usei o COMSOL e vários outros pacotes para determinar os intervalos aplicáveis de tangente de permissividade / perda para antenas de microondas / lançamentos finais. Com certeza é melhor do que comprar materiais e fabricação caros, apenas para descobrir que sua resposta de frequência é ruim.
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Calcular a permissividade em função da frequência é extremamente difícil, na melhor das hipóteses, a ponto de ser considerado tão impraticável quanto impossível. A permissividade em função da frequência comporta-se em resposta a muitas propriedades do dielétrico e não segue uma curva previsível. À medida que você varre o espectro de frequências, a permissividade de um determinado dielétrico pode subir e descer em intervalos aparentemente aleatórios.
Se você precisar de dados precisos da permissividade de um determinado dielétrico em determinadas circunstâncias (temperatura, tensão, propriedades mecânicas etc.), a medição é a única opção recomendada.
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