Hallo,
wenn ich eine Reflexionsmessung mittels Koaxialkabel an einem Material
durchführe, wie tief geht das Feld dann in das Material? Wenn ich z.B.
ein Material habe, das aus mehreren Schichten aufgebaut ist, woher weiß
ich dann, ob die unteren Schichten auch noch Einfluss haben oder nicht?
Kann man das irgendwie simulieren, berechnen oder messen?
Auch, wenn n1, n2, n3 dasselbe ε(r) hätten, wie das Dielektrikum im
Kabel, müsste man das wohl numerisch rechnen, Finite-Elemente-Methode.
Es sei denn, sowas lässt sich einer Formelsammlung entnehmen.
(Wenn nicht Totalreflexion gegeben ist, ist die Eindringtiefe
theoretisch unendlich.)
U. B. schrieb:> Auch, wenn n1, n2, n3 dasselbe ε(r) hätten, wie das> Dielektrikum im Kabel, müsste man das wohl numerisch> rechnen, Finite-Elemente-Methode.
Glaube ich gar nicht mal. Das Problem ist rotationssymmetrisch;
viele solche Konfigurationen hat irgendwer schon mal analytisch
durchgerchnet. (Nein, ich kann das nicht rechnen...)
> Es sei denn, sowas lässt sich einer Formelsammlung entnehmen.> (Wenn nicht Totalreflexion gegeben ist, ist die Eindringtiefe> theoretisch unendlich.)
Naja... wenn der Abstand ein Mehrfaches des Durchmessers ist,
wird sich sehr wenig ändern.
Hallo,
wenn jemand eine Formel dazu findet wäre das super, würde mich auch
interesseren.
Rein prinzipiell würde ich schätzen, dass die Eindringtiefe vor Allem
von der Leitfähigkeit abhängt. Damit bestimmt sie auch maßgeblich die
Reflexion.
Die dielektrische Konstante ε(r) bestimmt zunächst nur das
Feldverhältnis am Koax-n1 Übergang und sollte nur schwach die
Eindringtiefe beeinflussen.
Sicherlich gibt es auch eine starke Frequenzabhängigkeit.
Reinier Z. schrieb:> Naja... wenn der Abstand ein Mehrfaches des Durchmessers ist,> wird sich sehr wenig ändern.
Wie ist denn das Verhältnis von Schichtdicke und Koax-Durchmesser? Wenn
es extrem klein oder groß ist, kann man in der Berechnung sicher etwas
vereinfachen.
BG Bodo
Simulieren geht auf jeden Fall: CST, HFSS oder jeder andere 3D solver.
Rechnen sollte auch gehen, oben wurde ja schon der rotationssymetrische
Ansatz genannt.
messen ist eher schwer, ausser Du hast viele Samples in
unterschiedlichen Dicken und kannst dann checken ab wann sich an den
Messwerten nichts mehr tut.
Was soll den gemessen werden ? Je nach dem gibt es einen optimalen
Aufbau. Ich hab das bisher noch nicht so gesehen, das Koaxkabel stumpf
auf eine Oberflaeche zu halten. Dabei wuerde ich erwarten die
Oberflaeche des Koax muesste reproduzierbar plan sein. Und der Schirm
auch. Was nicht einfach so gegeben ist.
Jetzt Nicht schrieb:> Ich hab das bisher noch nicht so gesehen
Vom Prinzip her werden derartige Reflexionsmessungen z.B. zur Messung
der Permittivitätszahl benutzt.
Koennte theoretisch sogar funktionieren. Natuerlich nicht mit einem
RG58, das mit dem Seitenschneider abgeknipst wurde. Mit einem Semirigid
schon eher.
Gibt es ein Bild von so einem Aufbau? Von welchem Frequenzbereich reden
wir ?
Eine Richtungsabhaengigkeit ist dann aber auch weg. Ich wuerd das eher
mit einer Stripline messen wollen. Dann koennte man
Richtungsinformationen bestimmen.
Wow, endlich einmal vernünftige Antworten, mit denen man etwas anfangen
kann und nicht nur nutzloses Gequatsche von Besserwissern! Vielen Dank
dafür schon einmal!
Bodo schrieb:> Wie ist denn das Verhältnis von Schichtdicke und Koax-Durchmesser?
Schichtdicke: ca. 2cm
Koax-Durchmesser: ca. 0,5cm
Jetzt Nicht schrieb:> Frequenzbereich reden wir ?
ca. 500kHz bis 100MHz
"Eindringtiefe" ist üblicherweise die Tiefe, in der das Feld (Spannung,
oder Leistung?) auf 1/e oder ca. 37% abgefallen ist. Das ist vor allem
von der Frequenz abhängig, je höher desto kleiner die Eindringtiefe.
Christoph Kessler (db1uq) schrieb:> "Eindringtiefe" ist üblicherweise die Tiefe, in der> das Feld (Spannung, oder Leistung?)
Der Strom.
> auf 1/e oder ca. 37% abgefallen ist. Das ist vor allem> von der Frequenz abhängig, je höher desto kleiner die> Eindringtiefe.
Und von der Leitfähigeit. In Kupfer ist die Eindringtiefe
bei 500kHz ungefähr 0.1mm.
Reinier Z. schrieb:> Und von der Leitfähigeit. In Kupfer ist die Eindringtiefe> bei 500kHz ungefähr 0.1mm.
Hmm... und wie kommst du jetzt darauf? Die Frequenz und Leitfähigkeit
der verschiedenen Materialschichten kenne ich ja. Wenn du mir verrätst
wie du auf die 0,1mm kommst, kann ich das bei mir vielleicht genauso
machen.
Christoph Kessler (db1uq) schrieb:> "Eindringtiefe" ist üblicherweise die Tiefe, in der das Feld> (Spannung,> oder Leistung?) auf 1/e oder ca. 37% abgefallen ist. Das ist vor allem> von der Frequenz abhängig, je höher desto kleiner die Eindringtiefe.
Äh, Moment! Was reden wir hier alle? Eindringtiefe sagt, wie tief der
Strom eindringt (sprich: bis zu welcher Tiefe im Leiter strom fließt.
Nicht, wie tief ein Feld irgendwo eindringt, oder!?
Doch natuerlich. Denn sonst haette man schliesslich Strom und kein Feld
mehr, oder umgekehrt.
Bei Dielektrika ist es in der Tat anders. Da wuerd ich die Simulation
anwerfen, auch wenn ich mir schon vorstellen kann wie's geht.
Scaramouche schrieb:> Reinier Z. schrieb:>> Und von der Leitfähigeit. In Kupfer ist die Eindringtiefe>> bei 500kHz ungefähr 0.1mm.>> Hmm... und wie kommst du jetzt darauf?
Faustformel. :)
Ich habe mir gemerkt, dass die Eindringtiefe in Kupfer bei
Netzfrequenz (50Hz) UNGEFÄHR 1cm ist.
Außerdem habe ich mir gemerkt, dass die Eindringtiefe mit
der Wurzel aus der Frequenz fällt: 100fache Frequenz bedeutet
1/10 der Eindringtiefe.
> Die Frequenz und Leitfähigkeit der verschiedenen> Materialschichten kenne ich ja. Wenn du mir verrätst wie du auf> die 0,1mm kommst, kann ich das bei mir vielleicht genauso machen.
Ja, im Prinzip kannst Du das machen. Stichwort ist "Skineffekt";
dort findest Du die passenden Formeln.
Aber Vorsicht: Du schreibst weiter unten, es handele sich um
biologisches Material. Falls die elektrische Leitfähigkeit von
der Frequenz abhängt, musst Du das natürlich berücksichtigen.
mse2 schrieb:> Christoph Kessler (db1uq) schrieb:>> "Eindringtiefe" ist üblicherweise die Tiefe, in der das Feld>> (Spannung, oder Leistung?) auf 1/e oder ca. 37% abgefallen>> ist. Das ist vor allem von der Frequenz abhängig, je höher>> desto kleiner die Eindringtiefe.>> Äh, Moment! Was reden wir hier alle? Eindringtiefe sagt, wie> tief der Strom eindringt (sprich: bis zu welcher Tiefe im> Leiter strom fließt. Nicht, wie tief ein Feld irgendwo eindringt,> oder!?
Wenn frei bewegliche Ladungsträger vorhanden sind - was die
Voraussetzung für einen Stromfluss ist -, hängt das miteinander
zusammen.
Es fließt nur dort Strom im Leiter, wo auch eine lokale elektrische
Feldstärke vorhanden ist.
Bei Dielektrika sind die Verhältnisse vermutlich anders.
Wenn ich das richtig verstehe, spricht man ja nur von evaneszenter
Welle, wenn in dem zweiten Medium eigentlich GAR NICHTS mehr sein
dürfte. Aber das ist ja nicht der Fall. Die Welle geht auch durch die
tieferen Medien. Die Frage ist eben nur: Wie weit?
Ich denke, dass Skin-Effekt da schon das richtige Schlagwort ist. Die
Formel im Anhang (aus dem Artikel "Skin-Effekt" von Wikipedia) ist wohl
genau das, das ich brauche.
Koaxialkabel.jpg
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