• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ДВУХСЛОЙНЫЙ КВАЗИОПТИЧЕСКИЙ ЛЕЙКОСАПФИРОВЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ ДИЭЛЕКТРОМЕТРИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Баранник, АА, Витусевич*, СА, Проценко, ИА
Organization: 

 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: i.o.protsenko@gmail.com

*Peter Grünberg Institute Forschungszentrum Juelich, Юлих, Германия

https://doi.org/10.15407/rej2017.01.045
Язык: русский
Аннотация: 

Резонаторы с волнами шепчущей галереи могут использоваться для исследования конденсированных сред, в частности для изучения свойств диэлектрических жидкостей. Однако электродинамические свойства реальных резонаторных структур указанного типа изучены недостаточно. Исследован микроволновый отклик радиально-двухслойного квазиоптического резонатора в виде диэлектрического цилиндрического кольца, зажатого между двумя плоскими проводящими торцевыми стенками. Реальный резонатор имеет, как правило, дополнительный слой между лейкосапфировым кольцом и проводящей поверхностью, что исключает строгое решение соответствующей электродинамической задачи. Лейкосапфировый резонатор исследован методами численного моделирования и экспериментальных измерений его микроволнового отклика в 8-мм диапазоне. Получено хорошее соответствие экспериментально измеренных и вычисленных значений добротности и резонансных частот. Показано, что резонатор позволяет измерять комплексную диэлектрическую проницаемость водных растворов с погрешностью около 3 %.

Ключевые слова: биологические жидкости, комплексная диэлектрическая проницаемость, моды шепчущей галереи, радиально-двухслойный резонатор

Статья поступила в редакцию 14.12.2016
УДК 621.372.413
Radiofiz. elektron. 2017, 22(1): 45-50
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Квазіоптичний діелектрометр: пат. 59568 А Україна: 7G01R27/26 / О. А. Баранник, Ю. В. Прокопенко, Т. О. Смирнова, Ю. Ф. Філіпов, М. Т. Черпак. № 2002086550; заявл. 06.08.2002; опубл. 15.09.2003, бюл. № 9. 5 с.
  2. Cherpak N. T., Barannik A. A., Prokopenko Yu. V., Smirnova T. A. and Filipov Yu. F. A new technique of dielectric characterization of liquids. Nonlinear dielectric phenomena in complex liquids. S. J. Rzoska and V. P. Zhelezny (eds.) NATO Science Series. Vol. 157. Kluwer Academic Publ., 2004. P. 63–67.
  3. Barannik A. A., Cherpak N. T., Prokopenko Yu. V., Filipov Yu. F., Shaforost E. N. and Shipilova I. A. Two-layered disc quasi-optical dielectric resonators: electrodynamics and application perspectives for complex permittivity measurements of lossy liquids. Meas. Sci. Technol. 2007. N 18. P. 2231–2238.
  4. Баранник О. А., Прокопенко Ю. В., Филиппов Ю. Ф., Черпак М. Т. Електромагнитні мікрохвилі шепочучої галереї в рідинах. Доп. НАН України. 2003. № 3. С. 77–79.
  5. Barannik A. A., Cherpak N. T., Filippiov Yu. F., Prokopenko Yu. V., Shipilova I. A. Whispering gallery mode sapphire resonator for microwave characterization of lossy liquids. Proc. of The Sixth Int. Kharkov Symposium on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves. Kharkov, Ukraine, 2007. Р. 922–924.
  6. Кириченко А. Я., Прокопенко Ю. В., Филиппов Ю. Ф., Черпак Н. Т. Квазиоптические твердотельные резонаторы. Киев: Наук. думка, 2008. 296 с.
  7. Gubin A. I., Barannik A. A., Cherpak N. T., Protsenko I. A., Pud S., Offenhäusser A., and Vitusevich S. A. Whispering-Gallery-Mode Resonator Technique With Microfluidic Channel for Permittivity Measurement of Liquids. IEEE Trans. on MW Theory and Tech. 2015. Vol. 63, N 6. P. 2003–2009.
  8. Ellison W. J. Permittivity of Pure Water, at Standard Atmospheric Pressure, over the Frequency Range 0–25 THz and the Temperature Range 0–100°C. J. Phys. Chem. Ref. Data. 2007. Vol. 36, N 18. P. 1–18.