Abstract
An open-ended coaxial probe method has been considered as one of effective tools for measuring electrical properties of its contacted material without shaping and fitting. The measured reflection coefficient at the probe's end is able to convert into the corresponding complex permittivity by employing the improved version of virtual transmission-line model Presented by our lab already. But the error of complex permittivity converted by equivalent model increases as the operating frequency ascends high. The errors of complex permittivity in the open-ended coaxial probe can be yielded compositively by the imperfect contact or probe, manufacture error of probe and complex permittivity error of reference material etc. Therefore it is necessary to limit the problem to identify the error causes in high frequency. In this paper, the errors which are resulted from the measurement of reflection coefficient are removed by using the FDTD(Finite-Difference Time-Domain) method, the error causes are limited the conversion model problem. And the error study of the improved conversion model is performed from several viewpoints. At first, the local minimum of parameter to be calculated by the iteration method in the conversion model is checked. At second, the modeling of the equivalent model is checked in the frequency range. From this study, we know the valid range of the improved conversion model.
개방단말 동축선 프로브법은 측정매질에 가공없이 접촉하여 매질의 전기적인 특성을 측정할 수 있는 효과적인 방법이다. 프로브 단말면에서 측정된 임의의 매질의 반사계수는 등가모델에 의해 복소 유전율로 환산되는데 본 실험실에서는 이미 개선된 가상의 전송선로 모델을 제안한 바 있다. 그런데 이 등가모델에 의해 환산된 복소 유전율은 주파수가 올라갈수록 오차가 증가하였다. 개방단말 동축선 프로브법에서의 복소 유전율 오차는 프로브의 불완전 접촉, 프로브의 제자 오차 등과 같은 여러 가지 원인에 의해 복합적으로 발생한다. 본 논문에서는 반사계수를 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 기법으로 수치 계산하여 반사계수 측정 시 발생할 수 있는 여러 오차를 제거하여, 오차의 원인을 환산모델의 문제로 제한시켰다. 그리고 환산모델에 의한 오차의 발생 여부를 여러 각도에서 연구하였다. 첫 번째고 반복법으로 계산된 환산모델의 변수에 대한 local minimum을 확인하였다. 두 번째로는 사용 주파수 범위에서 등가 모델의 모델링 여부를 확인하였다. 이러한 연구로부터 현재 사용하는 개선된 가상의 전송선로 모델의 사용범위를 알 수 있다.
