Tengo un material cuyas propiedades dieléctricas deben medirse. He realizado una revisión de la literatura sobre los métodos basados en la física y la impedancia para determinar el componente dieléctrico.
Requiere S11 para ser medido. Puedo diseñar circuitos y PCB junto con el desarrollo de sistemas integrados, pero no tengo un gran conocimiento sobre RF. ¿Alguien puede sugerir cómo continuar?
Leí sobre VNA para medir S11, ¿se puede hacer usando un circuito en miniatura personalizado para 4.5 GHz (usando cualquier IC relevante como AD5933)?
No necesariamente necesitas medir para determinar la constante dieléctrica de su material.
Podría, por ejemplo, hacer un condensador con su material, ponerlo en serie o en paralelo con un inductor de valor conocido y excitarlo con una fuente de frecuencia de barrido. Entonces solo necesitaría un rectificador o detector de rf (básicamente el mismo circuito pero con un nombre diferente según la frecuencia de operación) y un voltímetro (o ADC) para encontrar la frecuencia de resonancia.
Esto probablemente funcionaría mejor en el rango de frecuencia de 1 kHz a 10 MHz.
Podría hacer un resonador dieléctrico con su material y nuevamente usar una fuente de frecuencia de barrido, un detector de rf y un voltímetro para determinar la frecuencia resonante. Esto probablemente funcionaría mejor en el rango de frecuencia de 100 MHz a ~5 GHz.
Si decide que desea realizar una medición de reflexión, si no necesita información de fase (por lo que todavía no medición), entonces podría usar un medidor VSWR. Esto es mucho más simple que un VNA, pero aún requiere un acoplador direccional para construir uno. Esto significa cierta dificultad si desea que la medida abarque una octava o más de frecuencia. Puede buscar en Google el "esquema del medidor VSWR" y obtener numerosas ideas de diseño.
Si no le importa hacer la medición manualmente, puede medir utilizando una sonda de línea aérea. Consulte mi pregunta sobre VSWR para obtener más información sobre cómo se ve esto. Medir VSWR da la magnitud de y la posición de las sondas para encontrar los mínimos y máximos da la fase. La frecuencia mínima de esta medición está limitada porque la línea de aire debe tener al menos un cuarto de longitud de onda y la frecuencia máxima está limitada por la precisión con la que puede colocar las sondas (y la respuesta de frecuencia de las sondas).
Otro paso antes de construir un VNA es un voltímetro vectorial. Esto permite una medición automatizada tanto de la ganancia como de la fase.
Si busca en Google, encontrará algunos diseños publicados para VNA caseros, en su mayoría dirigidos a frecuencias utilizadas en radioaficionados. Básicamente, esto significa combinar múltiples voltímetros vectoriales con acopladores direccionales para obtener mediciones de parámetros S de amplitud y fase completamente automatizadas.