蓝宝石回音壁模温度计的探索研究

摘要

温度是七个国际单位制基本单位之一,无论是在科研领域还是在日常生活中,都有广泛应用,并且具有重要意义。在目前的技术水平下,铂电阻温度计有很好的精度,可以达到大部分情况测量的要求,但是铂电阻温度计比较脆弱,使用时要非常小心,其自身也会产生飘零造成数据不准确,此外价格也相对昂贵。为此,探究一种精确、性价比高的新型温度计就显得十分重要。
　　回音壁模式微波介质谐振腔具有高品质因数,低损耗,体积小等优点,为此在时间频率领域得到了广泛应用,蓝宝石回音壁模谐振腔即为中心介质为蓝宝石晶体的微波谐振腔。作为一种各向异性材料,蓝宝石的介电常数会随所处温度的变化而发生变化,而介电常数的改变也会引起微波介质谐振腔的谐振频率的改变,为此,我们可以利用这一原理建立一种新型的蓝宝石回音壁模温度计模型。
　　本实验对蓝宝石微波介质谐振腔的谐振频率和温度的关系进行了探究,分别进行了介质谐振腔谐振频率的计算推导,谐振腔的天线以及腔体设计,电磁场的HFSS仿真,探究性实验等工作内容,得到了比较理想的结果。实验得到的电磁场模式可以比较准确表述谐振腔谐振频率和温度之间的关系,通过数据分析和数据拟合,可得到频率和温度二者之间的拟合公式,再反推出计算温度,得到计算温度与实测温度之间的差值在5mk以下,可以达到目标的要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 引 言

1.1 研究背景和现状

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究现状

1.2 研究的目的和意义

1.3 研究的内容

第2章 实验相关理论

2.1 介质微波谐振腔

2.1.1 微波谐振腔

2.1.2 微波谐振腔的特性

2.1.3 介质谐振腔简介

2.1.4 介质谐振腔的电磁场分析

2.2 蓝宝石晶体和回音壁模式

2.3 回音壁模式谐振腔的谐振频率的计算

第3章 天线耦合实验和HFSS仿真

3.1 微波谐振腔的耦合

3.2 HFSS软件仿真

3.3 天线测试实验

第4章 实验及数据分析

4.1 测试性实验

4.2 实验结果与分析

第5章 总结及展望

5.1 工作总结

5.2 未来展望

参考文献

致谢