Ì
¦
R Þ] k ù «ã _ Ë Þ5 8 ý T ± z º T M 010 { ¢© õ u § T Ó Þ X ¢ y
¢= k, ¼y ¢= k8 ý ¹ ÅM X ì Ä ¤V R Ë
T 4 w H' å ∗
â
$ í @ / < Æ § s õ @ / < Æ Ó ü t o < Æõ , Â Òí ß 608-736 (2009¸ 2 Z 4 16{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
¸^ ü < Â Ò ¸^ _ l © õ _ © ñ 6 x` ¦ / B N" î Å Ò Ã º o, Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ; ¤ o, ; ¤ o\ ¦ × æ d
Ü ¼ Ð ¸ % i . s РÒ' l : £ ¤$ í l y à ºÖ ¦, Q כ ¹ è, loss tangent 1 p x` ¦ % 3 % 3 . 8 £ ¤& ñ
\
6 x ) a s ß ¼ Ð H 8.38 − 8.45 GHz % ò % i s 9, / B N" î : x É r " é ¶: x+ þ A` ¦ 6 x # r « Ñ\ ¦ × æd » ¡ ¤ ©
\
0.025 u m Å Ò{ 9 # T M
010 ¸× ¼_ s ß ¼ Ð ü < © ñ 6 x s { 9 # Q ¸2 ¤ % i . Õ ª õ l
y à ºÖ ¦ õ Q כ ¹ è_ o\ ¦ ? / H " 4 < Êà º H ∆f = 31.04 + 976.33 X
1.64( _ á Ô : r) õ ∆(
Q1) = 0.000049 + 0.0000006 X
0.94(e ¦ o q u ´)` ¦ y y % 3 % 3 .
PACS numbers: 33.20.Bx, 33.15.Kr
Keywords: l y à ºÖ ¦, s ß ¼ Ð ì rF gZ O , T M
010 ¸× ¼, " é ¶: x+ þ A / B N" î : x
I. " e  ] Ø
t
è ß Ã º z ¸ ç ß r « Ñ\ ¦ s ß ¼ Ð / B N" î : x \ Å Ò{ 9
#
s ß ¼ Ð ü <_ © ñ 6 x` ¦ 8 £ ¤& ñ < ÊÜ ¼ Ð Ó ü t$ í ` ¦ ½ ¨
9 H r ¸ ´ ú § É r ½ ¨z ´\ " f ' ÷ &# Q M ® o [1–3]. ©
ñ 6 x s { 9 # Q± ú M : r « Ñ_ ½ ¨ ¸, Â Òx , Ä » Ö ¦, È Ò Ö ¦ 1
p
x _ כ ¹ \ / B N" î : x ? /_ / B N" î Å Ò Ã ºü < Q כ ¹ è\
H % ò ¾ Ó` ¦ p u > ÷ &l M :ë H \ s $ í | 9 ` ¦ s 6 x # r « Ñ _
Ó ü t$ í ` ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e . ´ ú § É r ½ ¨z ´\ " f s ß ¼ Ð ì
rF gZ O ` ¦ s 6 x # r « Ñ_ Ó ü t$ í ` ¦ ½ ¨ ¦ e H X < ß ¼
>
ì r À Ó l " é ¶` ¦ T E abc ¸× ¼ T M abc ¸× ¼
Ð " f Ð Ø Ô> 6 x H â Ä ºü < r « Ñ\ ¦ ¦^ , Ó o^ , l
^
, e ¦ Ý ¼ © I Ð ë ß [ þ t # Q z ´+ « > H כ s [4–6].
"
é
¶: x+ þ A / B N" î : x ? /\ H " é ¶: x+ þ A r « Ñ\ ¦ Å Ò{ 9 Ù þ ¡` ¦ M : { 9
# Q H o\ ¦ [ O 1 l x : r s : r` ¦ & h 6 x # T M 010 ¸× ¼
\
" f Q כ ¹ è_ oü < / B N" î Å Ò Ã º o| ¾ Ó ∆f/f 0 \ ' a ô
Ç s : r ¸4 S q` ¦ ] jr % i . s ß ¼ Ð ì rF gZ O Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ
)
a z ´+ « > õ \ ¦ 0 A_ s : r ¸4 S qõ q § # ì r$ 3 % i .
s
½ ¨\ " f H s ß ¼ Ð T M 010 ¸× ¼\ ¦ " é ¶: x+ þ A / B N
"
î : x \ 6 x r v ¦, / B N" î : x × æd » ¡ ¤ \ r « Ñ\ ¦ { 9 & ñ U ·s m
Å Ò{ 9 # / B N" î Å Ò Ã º_ [ jl ü < ; ¤ (Full Width at Half Maximum: FWHM) _ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ # s \ ' a
)
a r « Ñ_ l y à ºÖ ¦, loss tangent 1 p x` ¦ % 3 ¦ ô Ç .
∗
E-mail: [email protected]
II. T Â ] Ø
s
½ ¨_ Ù þ d É r " é ¶: x+ þ A / B N" î : x 5 Å q \ " f ¸^ , Â Ò ¸
^
ü < s ß ¼ Ð \ ¦ © ñ 6 x r v ¦ [ O 1 l x : r` ¦ s 6 x # s
[ þ t _ l & h , l & h : £ ¤$ í ` ¦ ½ ¨ H X < e . / B N" î : x
É
r s l ü < Ó ü t| 9 _ © ñ 6 x z ´+ « >\ Å Ò & h ½ + Ë ô
Ç ¸½ ¨s 9, Õ ª $ í 0 p x s Å Ò 8 A# Q l M :ë H \ ¦^ , Ó o
^
, l ^ r « Ñ_ l & h $ í | 9 ` ¦ ½ ¨ H z ´+ « >\ ´ ú §s
6 x ) a [7]. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð l ü < Ó ü t ^ _ © ñ 6 x
É
r A _ ' a > d Ü ¼ Ð · p [8].
Z = f 1 (µ e , E) − f 2 (µ m , E) (1)
#
l " f Z H l _ [ jl / B N" î Å Ò Ã ºü < ° ú É r © ñ
6 x Ü ¼ Ð o H Ó ü t o | ¾ Ós 9 f 1 (µ e , E) É r l © õ r
«
ÑÓ ü t ^ _ l & h © ñ 6 x` ¦ ? / 9, f 2 (µ m , H) H l
© õ r « ÑÓ ü t ^ _ l & h © ñ 6 x` ¦ · p . { 9 ì ø Í& h Ü
¼ Ð r « ÑÓ ü t ^ ¸$ í s y © f 2 (µ m , H) f 1 (µ e , E) s ¦ Ä » $ í s y © f 1 (µ e , E) f 2 (µ m , H) _ ° ú כ
`
¦ ° ú H . ¿ º $ í ì r É r r « Ñ_ : £ ¤$ í \ " f Ð Ø Ô>
H : £ ¤$ í s e .
s
: £ ¤$ í [ þ t` ¦ z ´+ « >Ü ¼ Ð S X ½ + É M : z ´] j Ð 8 £ ¤& ñ H Ó ü t o
| ¾ Ó É r l _ / B N" î Å Ò Ã º oü < / B N" î : x _ Q כ ¹ è _
os . s ¿ º ° ú כs r « Ñ_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ ? /
H µ e ü < l & h : £ ¤$ í ` ¦ ? / H µ m _ f ] X 8 £ ¤& ñ ` ¦ @ /
> ÷ & 9, s X <s ' \ ¦ ì r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð r « ÑÓ ü t| 9 _ 7 á x À Óü <
l
: r& h l l & h : £ ¤$ í ` ¦ · ú Ã º e > ) a [10].
-439-
/
B N" î : x î ß \ " f l ü < [ O 1 l x` ¦ { 9 Ü ¼v H r « Ñ s
\
& h 6 x| ¨ c à º e H s : r É r ´ ú §t ë ß : r ½ ¨ü < Ä » ô Ç
½
¨\ ¦ H ì rF g < Æ [ þ t s \ @ /³ ð& h Ü ¼ Ð ´ ú §s s 6 x ÷ &
H d É r Slater ü < van Bladel [8,9]\ _ ô Ç s : r s ½ + É Ã º e
.
∆ω ω 0 =
− 1 2W s
Z
v
(µ 0 χ m
−
→ H 0 · Σ − →
H i + 0 χ − → E 0 · Σ − →
E i )dτ (2)
#
l " f W s H / B N" î : x 5 Å q \ $ © ) a l _ \ -t s 9, v H [ O 1 l x` ¦ { 9 Ü ¼v H Ò re ¦ r « Ñ_  Òx Ð s  Òx H /
B N" î : x  Òx \ q # B Ä º . − → E 0 ü < − →
H 0 H [ O 1 l x s { 9
#
Q l / B N" î : x ë ß _ l © õ l © s 9, − → E i ü < − →
H i H r
« Ñ\ _ ô Ç l © , l © s . χ ü < χ m É r y y r « Ñ _
l y à ºÖ ¦ õ l y à ºÖ ¦` ¦ · p . r « Ñü < l
© l © õ _ © ñ 6 x õ l © õ _ © ñ 6 x s l
© õ _ © ñ 6 x Ð s ` y © % i . s : £ ¤$ í ` ¦
r « Ñ_ ì r$ 3 É r Haniotis ü < Gunthard [5]\ _ #
½
¨÷ &% 3 H X <, Õ ª[ þ t É r r « Ñ_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ | 9 × æ ¸ l
0 A # l y à ºÖ ¦` ¦ χ = χ
0+ iχ 00 _ 4 ¤ èà º + þ AI Ð
? /# Q 0 A_ Slater d × æ \ " f ¿ º P : ½ Ó l © õ r
« Ñü <_ © ñ 6 x ½ Ó` ¦ & ñ o # A ü < ° ú s ? /
% 3 .
− ∆f
f 0 = φ 0 ( χ 0
2 ) + φ 1 ( χ 0
2 ) 2 + · · · (3)
∆( 1
Q ) = φ 0 χ 00 + φ 1 χ 0 χ 00 + · · · (4)
#
l " f f 0 H / B N" î : x _ / B N" î Å Ò Ã ºs 9 ∆f H r « Ñ_ Å Ò { 9
\ o H / B N" î Å Ò Ã º_ os 9 φ n H Ò re ¦ r
« Ñ_ l < Æ& h + þ AI ü < s o Û ¼ ´ òõ Õ ªo ¦ / B N" î : x
¸× ¼\ & ñ ÷ & H B > h à º[ þ t s . < Êà º φ n _ & ñ S X ô
Ç & ñ s χ 0 õ χ 00 _ > í ß \ 9 Ã º& h s t ë ß # l \ H z ´ +
«
>& h ô Ç> ½ Ó © í < Ê÷ &l M :ë H \ H u ~ ½ ÓZ O ` ¦ Å Ò Ð
6 x ¦ e . z ´| 9 & h Ü ¼ Ð z ´+ « > X <s ' \ ¦ s 6 x # / B N
"
î Å Ò Ã º_ oü < Q כ ¹ è_ o þ j è Ð { 9 # Q H þ
j& h ´ ú » ¡ § á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x # Õ ª < Êà º\ ¦ % 3 ` ¦ à º e .
p
r & h Ó ü t o | ¾ Ó[ þ t l y à ºÖ ¦ õ l y à ºÖ ¦` ¦ f ] X
8 £ ¤& ñ H @ / r & h Ó ü t o | ¾ Ó / B N" î Å Ò Ã º_
oü < Q כ ¹ è_ o| ¾ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ # ¸^ ü < Â Ò ¸^ _ l
& h : £ ¤$ í õ l & h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i .
III. ÷ m Ç ] M ö
$ " é ¶: x+ þ A / B N" î : x ? /_ l ¸× ¼\ H T E abc ü <
T M abc ¿ º ¸× ¼ 0 p x . abc ° ú כ É r / B N" î : x ? /_ l
Fig. 1. Electromagnetic fields in the cylindrical resonant cavity.
Fig. 2. Block diagram of microwave spectrometer.
© õ l © s # Qb G> + þ A$ í ÷ &# Q e H \ & ñ ) a
. 7 £ ¤ a _ ° ú כ É r " é ¶: x+ þ A_ " é ¶ Å Ò_ U ´s © _ & ñ Ã ºC
\
K { © H ° ú כs ¦, b_ ° ú כ É r / B N" î : x _ f â s ì ø Í © _
& ñ Ã ºC , c_ ° ú כ É r / B N" î : x U ´s » ¡ ¤` ¦ S J _
>
hà º\ ¦ y y _ p ô Ç .
: r z ´+ « >\ " f H / B N" î : x` ¦ Ðt Ø Ô H l © s Ù ¼
Ð TM ¸× ¼s . Fig. 1\ " f Ð H ü < ° ú s / B N" î : x _
×
æd » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ós l © ~ ½ Ó ¾ Ós 9 × æd \ " f þ j@ / ; ¤` ¦
t 9 × æd \ " f # Á # Q± ú Ã º2 ¤ ; ¤ s × ¦ # Q H . ì ø Í@ / Ð
l © É r / B N" î : x © o þ j@ / ; ¤ s 9 × æd » ¡ ¤ \ " f
H þ j$ ) a . " f / B N" î : x _ " é ¶ Å Ò\ ¦ þ j@ / ; ¤ _
l © s + þ A$ í ÷ & ß ¼l { 9 & ñ l M :ë H \ © _
> hà º\ K { © H a _ ° ú כ É r 0 s ) a . ì ø Í \ / B N" î : x _
f â ` ¦ Ð t Ø Ô H l © _ â Ä º ; ¤ s ô ÇA á ¤ # 4 \
"
f þ j@ /, × æ © s 0 Õ ªo ¦ ì ø Í@ /¼ # # 4 \ " f r þ j@ / H d Ü
¼ Ð ì ø Í © \ K { © ô Ç . " f b_ ° ú כ É r ì ø Í © _ & ñ Ã
ºC 1s ) a . t } Ü ¼ Ð c_ ° ú כ É r l © [ jl / B N
"
î : x × æd \ " f H » ¡ ¤` ¦ ½ Ó © { 9 & ñ ô Ç 0_ ° ú כ` ¦ ° ú l M
:ë H \ 0s . Õ ª QÙ ¼ Ð : r ½ ¨_ z ´+ « >\ s 6 x ô Ç s ß
¼ Ð ¸× ¼ H T M 010 s 9, r « Ñ_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ ½ ¨
½
+ É M : H / B N" î : x × æd » ¡ ¤ \ r « Ñ\ ¦ ¿ º% 3 ¦, l & h : £ ¤$ í ` ¦
½ ¨½ + É M : H r « Ñ\ ¦ © o \ ¿ º ¦ z ´+ « > % i .
Table 1. Interaction Data between dielectric materials and E-field.
Depth ν
0(E-field) ∆ν (MHz) I (dBm) ∆ν
0(kHz) ∆ν
0(kHz) ∆ν
0(kHz) 1/Q (inch) (GHz) Teflon Polyvinyl Teflon Teflon Polyvinyl Carbon polyvinyl
0 8.3841475 0.415 −4.69 0 0 0 49.498
0.05 8.38413625 0.415 −4.73 11.25 32.5 −30 49.498
0.1 8.3841125 0.42 −4.74 35 66.25 −125 50.095
0.15 8.384095 0.42 −4.72 52.5 103.75 −320 50.095
0.2 8.38407375 0.425 −4.73 73.75 155 −660 50.691
0.25 8.38403375 0.425 −4.77 113.75 218.75 −1165 50.692
0.3 8.38400625 0.43 −4.79 141.25 331.25 51.288
0.35 8.383969 0.43 −4.85 178.5 478.75 51.288
0.4 8.38391875 0.435 −4.84 228.75 585 51.885
Table 2. Interaction Data between conductors and E-field.
Depth ν
0(GHz) ∆ν (MHz) ∆ν
0(kHz) ∆ν
0(kHz) ∆ν
0(kHz) ∆ν
0(kHz) (inch) stainless steel Copper Stainless steel copper Aluminum Brass
0 8.452085 0.45 0 0 0 0
0.025 8.452185 0.45 100 108 115 110
0.05 8.452305 0.443 220 225 245 240
0.075 8.45244 0.445 355 360 385 383
0.1 8.452585 0.445 520 510 538 550
0.125 8.45276 0.445 675 685 705 725
0.15 8.452935 0.44 850 860 890 920
0.175 8.453135 0.445 1050 1045 1080 1140
0.2 8.453335 0.445 1250 1270 1280 1350
0.225 8.45357 0.44 1485 1472 1465 1585
s
z ´+ « >\ 6 x ) a © q [ þ t õ © u ¸ H Fig. 2 \
? /% 3 . l _ " é ¶ É r IFR ¸4 S q 6843 s ß ¼
Ð µ 1 ÏÒ q tl \ ¦ s 6 x % i . s ì rF g > H 100 MHz % ò % i
\
" f  Ò' 20 GHz % ò % i t 5 Å q& h Ü ¼ Ð l \ ¦ µ 1 Ï Ò q
tr ~ ´ Ã º e H X < s z ´+ « >` ¦ 0 A # 8.38 − 8.45 GHz % ò
%
i _ Å Ò Ã º\ ¦ 6 x % i . r « Ñü < l _ © ñ 6
x s { 9 # Q H " é ¶: x+ þ A / B N" î : x É r f â s 5.8 cms 9 U · s
4 cm כ ` ¦ 6 x % i . r « Ñ\ ¦ " é ¶: x+ þ A / B N" î : x 5 Å q
\
Å Ò{ 9 l 0 A # " é ¶: x _ × æd » ¡ ¤  Òì r õ © o Â Ò ì
r \ r « Ñ_ ß ¼l \ ´ ú H f â 5 mm_ s o Û ¼\ ¦ Ý ü
#
Q z ´+ « > % i . $ r « Ñ[ þ t _ l & h : £ ¤$ í ` ¦ z ´+ « > l 0
A # T M 01 ¸× ¼_ l © 7 ' J 0 (kr) _ / B N" î Å Ò
à º\ ¦ / B N" î : x ? /\ ë ß H . s â Ä º â > ¸| \
Y > > h_ / B N" î Å Ò Ã º\ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e H X < Õ ª × æ r « Ñ\ ¦ þ
j@ / U ·s Ð Å Ò{ 9 ½ + É Ã º e H כ ` ¦ × þ % i . r « ÑU · s
0 © I _ / B N" î Å Ò Ã ºü < ; ¤` ¦ 8 £ ¤& ñ # / B N" î : x ë ß _
Q כ ¹ è\ ¦ % 3 l 0 A # / B N" î Å Ò Ã º\ ¦ ; ¤ Ü ¼ Ð ¾ º
#
Q ½ ¨ % i . Õ ª 6 £ § s ß ¼ Ðp ' \ ¦ s 6 x # r « Ñ
\
¦ 0.025 u m " é ¶: x+ þ A / B N" î : x × æd » ¡ ¤` ¦ Å Ò{ 9
"
f / B N" î Å Ò Ã º_ o, / B N" î Å Ò Ã º [ jl _ oü < ; ¤
o\ ¦ 8 £ ¤& ñ # Q כ ¹ è_ o\ ¦ ¸ % i . / B N" î Å Ò
à º_ Å Ò Ã º oü < [ jl o Õ ªo ¦ ; ¤ 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 A
# Å Ò Ã º\ ¦ & ñ S X y { 9 H כ s B Ä º × æ כ ¹ô ÇX < s כ ` ¦ 0
A # ì rF g > _ ß ¼\ ¦ s 6 x # 0.05 kHz é ß 0 A t & ñ S X
y 8 £ ¤& ñ % i . Õ ªo ¦ © ñ 6 x _ õ s ß ¼ Ð _
[ jl _ o à ºì ø Í÷ & H X < s כ ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 A # ì
rF g > \ ? / © ) a 0 >p ' \ ¦ s 6 x # 0.01 dBm é ß 0 A
t 8 £ ¤& ñ % i .
IV. + s ÇÊ ÝÑ ÷ À X Ø8 ý
{ 9
ì ø Í& h Ü ¼ Ð / B N" î : x ? /\ " f r « Ñ Ò re ¦ _ U ·s o\
É r / B N" î Å Ò Ã º_ o H ç ß é ß ô Ç " 4 < ÊÃ º ~ ½ Ó& ñ d ` ¦
É
r . r « Ñ_ 7 á x À Óü < Á º ' a > Q כ ¹ è_ o ¸ q 5 p w ô Ç
â
¾ Ó` ¦ ° ú H כ Ü ¼ Ð Ð ¦÷ &# Q M ® o [5].
∆f = A + BX n (5)
∆( 1
Q ) = C + DX n (6)
Fig. 3. Shifts of resonant frequency of E-field by the increment of penetration depth of dielectric samples.
#
l " f X = l/L Ð r « Ñ_ U ´s \ ¦ / B N" î : x _ U ´s Ð è H
° ú כs .
Ä
» ^ _ l & h : £ ¤$ í ` ¦ ½ ¨ l 0 A # r « Ñ Ð
× þ
ô Ç e ¦ o q u ´, _ á Ô : r, ò ø Í è} @ /ü < 8.38 GHz % ò % i _ s
ß ¼ Ð ü < " é ¶: x+ þ A / B N" î : x ? /\ " f_ © ñ 6 x õ 8 £ ¤& ñ
)
a / B N" î Å Ò Ã º ν 0 , / B N" î Å Ò Ã º o ∆ν 0 , ; ¤ o ∆ν, 1/Q o Õ ªo ¦ / B N" î Å Ò Ã º [ jl I_ o\ ¦ Table 1 \
? /% 3 . ¸^ r « Ñ ½ ¨o , · ú À Òp ³ o u, Û ¼_ Y UÛ ¼ Û ¼
9
õ S ! 1 l x` ¦ " é ¶: x+ þ A / B N" î : x ? /\ 0.025 u m Å Ò{ 9
"
f 8.45 GHz % ò % i _ l © õ © ñ 6 x` ¦ { 9 Ü ¼& % 3 É r /
B N" î Å Ò Ã º ν 0 , / B N" î Å Ò Ã º o ∆ν 0 , ; ¤ o ∆ν\ ¦ Table 2 \ ? /% 3 .
Ä
» ^ _ á Ô : r, e ¦ o q u ´, ò ø Í è} @ /_ ½ ¨^ & h l
& h : £ ¤$ í ` ¦ l 0 A # $ r « Ñ\ ¦ { 9 & ñ U ·s m /
B N" î : x \ Å Ò{ 9 < ÊÜ ¼ Ð l ü < Ä » ^ _ [ O 1 l x | ¾ Ó 7 £ x
Ð ô Ç / B N" î Å Ò Ã º_ o\ ¦ Fig. 3 \ ? /% 3 . Õ ª
õ \ ¦ כ ¹ Ä » ^ ü < l © _ © ñ 6 x õ _ á
Ô : r, e ¦ o q u ´, ò ø Í è} @ /\ " f y y 229 kHz, 585 kHz, 1165 kHz _ / B N" î Å Ò Ã º_ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e % 3 . ò ø Í
è} @ /_ â Ä º Fig. 3\ " f Ð H ü < ° ú s É r Ä » ^ ü
< H ) É r : £ ¤$ í ` ¦ Ð% i . 7 £ ¤ / B N" î Å Ò Ã º o
¸^ _ : £ ¤$ í blue shift H כ Ü ¼ Ð z ¤Ü ¼ 9 ; ¤
o r « Ñ_ U ·s o\ -Á º y ¦ ß ¼> { 9
&
ñ U ·s s © Å Ò{ 9 s Ô ¦ 0 p x % i . Ä » ^ : £ ¤$ í _ & ñ | ¾ Ó
&
h
ì r$ 3 ` ¦ 0 A # z ´+ « >° ú כ[ þ t` ¦ s : rd 5\ @ /{ 9 # & ñ o ô
Ç Ê ê l & h : £ ¤$ í ` ¦ > í ß _ á Ô : r _ â Ä º A = 7.66 kHz, B = 976.33 kHz\ ¦ % 3 % 3 . s ì r _ Ã º n_ ° ú כ
É
r þ j& h ´ ú » ¡ § á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x # 1.64{ 9 M : s : r ° ú כõ z
´+ « >° ú כs © ¸ ú { 9 u < Ê` ¦ Ð% i . e ¦ o q u ´_ â Ä º A
= 31.04 kHz, B = 4126.75 kHz Õ ªo ¦ Ã º n = 2.17` ¦
Fig. 4. Shifts of resonant frequency of E-field by the increment of penetration depth of brass and copper.
Fig. 5. Shifts of resonant frequency of E-field by the in- crement of penetration depth of Stainless steel and Alu- minum.
% 3
% 3 ¦, blue shift H ò ø Í è} @ / H A = −13.85 kHz, B
= −41358.20 kHz, n = 2.58{ 9 M : s : r ° ú כõ z ´+ « >° ú כs { 9 u
% i . : r ½ ¨ü < q 5 p w ô Ç ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð Ó o^ © I _ Ä »
^
Ó ü t$ í ` ¦ ½ ¨ô Ç 7 Hë H \ _ ô Ç F G$ í ì r _ Ä »
^
â Ä º n_ ° ú כ` ¦ 1.5 & ñ ¸ Ð Ð ¦ % i ¦, F G$ í ì r _ Ä
» ^ â Ä º n_ ° ú כ` ¦ 2.7 \ " f 3.3 t ° ú H כ Ü ¼ Ð Ð
¦ % i [7,10]
Ä
» ^ _ × æ כ ¹ô Ç l & h : £ ¤$ í l y à ºÖ ¦` ¦ % 3 l 0
A # Q כ ¹ è_ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ # ô Ç . Q כ ¹ è_ ° ú כ
É
r / B N" î Å Ò Ã º_ ° ú כ` ¦ ; ¤ Ü ¼ Ð ¾ º# Q % 3 ` ¦ Ã º e . Ä »
^ e ¦ o q u ´_ â Ä º s : rd 4ü < s : rd 6` ¦ s 6 x #
l y à ºÖ ¦` ¦ ç ß ] X & h Ü ¼ Ð ? / H C ü < D_ ° ú כ` ¦ > í ß ô
Ç õ y y 0.000049ü < 0.000006` ¦ % 3 % 3 Ü ¼ 9 þ j& h ´ ú » ¡ § á
Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x # n = 0.94_ ° ú כ` ¦ % 3 % 3 .
¸^ × æ $ S ! 1 l x õ ½ ¨o _ l & h : £ ¤$ í ` ¦ l 0
A # y r « Ñ\ ¦ " é ¶: x+ þ A / B N" î : x \ l © s þ j@ / / B M
\
{ 9 & ñ U ·s m Å Ò{ 9 # [ O 1 l x | ¾ Ó 7 £ x Ð ô Ç / B N" î Å Ò
Ã
º o\ ¦ Fig. 4 \ ? /% 3 . É r ¸^ r « Ñ · ú À Ò p
³ o u õ Û ¼_ Y UÛ ¼ Û ¼ 9 _ l © õ _ © ñ 6 x õ H Fig. 5 \ ? /% 3 . s Õ ªa Ë >[ þ t` ¦ ì r$ 3 ô Ç õ ¸^ r
«
Ñ H l © õ [ O 1 l x õ þ j è 1465 kHz\ " f þ j@ / 1585 kHz t / B N" î Å Ò Ã º % i . 8 & ñ S X ô Ç ì r$ 3 ` ¦ 0 A
# s õ \ ¦ s : rd 5\ @ /{ 9 # l & h : £ ¤$ í ` ¦ > í
ß ô Ç õ A_ ° ú כ É r Û ¼_ Y UÛ ¼ Û ¼ 9 40.05 kHz, · ú À Òp
³
o u 28.84 kHz, S ! 1 l x 37.62 kHz, ½ ¨o 40.33 kHzs 9, B_
° ú
כ É r Û ¼_ Y UÛ ¼ Û ¼ 9 11587.49 kHz, · ú À Òp ³ o u 9681.72 kHz, S ! 1 l x 11894.78 kHz, ½ ¨o 11089.84 kHz_ ° ú כ` ¦ y y
% 3 % 3 . þ j& h ´ ú » ¡ §d _ " 4 / å L Ã º n_ ° ú כ É r Û ¼_ Y UÛ ¼ Û
¼ 9 1.39941, · ú À Òp ³ o u 1.27585, S ! 1 l x 1.36801 Õ ªo ¦ ½ ¨ o
\ " f 1.37161{ 9 M : ¸ H z ´+ « >° ú כs s : r ° ú כõ 0.005 % s
? /_ ¸ \ ¦ Ð% i .
t } Ü ¼ Ð s ½ ¨\ " f / 'î r  Òì r É r × þ ô Ç ¸^ Ò
re ¦ _ â Ä º 8.45 GHz % ò % i _ l ü <_ © ñ 6 x \
"
f ; ¤ _ o _ \ O H כ Ü ¼ Ð ' a8 £ ¤ ÷ &# Q Cü < D_
° ú
כ` ¦ % 3 ` ¦ à º \ O % 3 ¦ s Ð ´ ú p ¸^ _ l y à ºÖ ¦
`
¦ % 3 ` ¦ Ã º \ O % 3 .
P
c p 8 ý ò k >
: r ½ ¨ H 2008 < Ƹ ¸ â $ í @ / < Æ § < ÆÕ ü t ½ ¨q _ t
"
é
¶ Ü ¼ Ð s À Ò# Qf .
Y
c p w à U Ø ô
[1] S. K. Sen, J. Basu and A. K. Ghoshal, Indian J.
Phys. 38, 601 (1964).
[2] R. B. Hall, J. Appl. Phys. 40, 30 (1969).
[3] P. Leprince, Plasma Physics 14, 523 (1972).
[4] Carl E. Patton and T. Kohane, Rev. Sci. Instrum.
43, 76 (1972).
[5] Z. Haniotis, H. H. Gunthard and Z. Angew, Math.
Phys. 20, 771 (1969).
[6] E. Gerdes, W. D. Kraeft and M. Zecha, Phys. Chem.
241, 25 (1968).
[7] K. H. Hong and J. A. Roberts, J. Appl. Phys. 45, 6 (1974).
[8] J. C. Slater, Rev. Mod. Phys. 18, 601 (1946).
[9] J. van Bladal, The Interior Problem (McGraw-Hill Book Co., New York, 1964), Chap. 10.
[10] J. A. Roberts, T. Imholt, Z. Ye, C. A. Dykes, D.
W. Price Jr. and J. M. Tour, J. Appl. Phys. 95, 8
(2004).
Microwave Properties of Conductors and Dielectric Materials Measured by Using a Cylindrical Resonant Cavity as a Probe
Won M. Rhee ∗
Physics Department of Kyung Sung University, Busan 608-736 (Received 16 February 2009)
The interactions between an electric field and various conductor and dielectric materials were investigated in terms of the shifts in the resonant frequency, the changes in the line widths, and the changes in the intensities. From the data, the electric susceptibility, the Q factor, and the loss tangent, which are characteristic electromagnetic properties, were obtained. A cylindrical resonant cavity with a diameter of 5.8 cm was used to produce a T M
010mode in the frequency range of 8.38 − 8.45 GHz in the resonant absorption spectrum. Interactions between the electric fields and the test samples were observed in the cylindrical resonant cavity by inserting the sample in 0.025- inch increments. The profiles of the resonant frequency shifts with the penetration depths of the test samples followed power-law equations with ∆f = 31.04 + 976.33 X
1.64(Teflon) and ∆(
Q1) = 0.000049 + 0.0000006 X
0.94(poly vinyl).
PACS numbers: 33.20.Bx, 33.15.Kr
Keywords: T M
010mode, Microwave resonant cavity, Electric Susceptibility
∗
