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

Взаимодействие собственных колебаний в сферическом диэлектрическом резонаторе

Свищёв, ЮВ
Organization: 

 

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

https://doi.org/10.15407/rej2019.04.011
Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. Известно, что при изменении относительной диэлектрической проницаемости шара для некоторых его собственных частот и соответствующих собственных колебаний характерно аномальное поведение (отклонение от нормы в поведении собственных частот, трансформация собственных колебаний). Целью настоящей работы является изучение закономерностей аномального поведения спектральных характеристик диэлектрического шара.

Методы и методология работы. Для достижения поставленной цели приведено решение соответствующей спектральной задачи. Метод решения основан на представлении электромагнитного поля в виде разложения по векторным сферическим волновым функциям.

Результаты работы. Проведен расчет зависимостей первых собственных частот сферического диэлектрического резонатора от относительной диэлектрической проницаемости шара. Предложен способ классификации собственных колебаний. Он основан на структуре собственных колебаний. Показано, что аномальное поведение спектральных характеристик диэлектрического шара соответствует хорошо известному явлению междутиповой связи колебаний. В качестве управляющего параметра этого явления используется относительная диэлектрическая проницаемость шара. Установлено, что взаимодействуют внутренняя и внешняя моды. При изменении диэлектрической проницаемости возможно многократное преобразование мод.

Заключение. Результаты проведенных исследований позволяют объяснить природу аномального поведения спектральных характеристик сферического диэлектрического резонатора. 

Ключевые слова: взаимодействие собственных колебаний, собственная частота, сферический диэлектрический резонатор

Статья поступила в редакцию 30.05.2019
PACS: 41.20.-q
УДК: 537.86:519.6
Radiofiz. elektron. 2019, 24(4): 11-19
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Mie G. Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen. Ann. Phys. 1908. Bd. 25, F. 4. S. 377–445. DOI: https://doi.org/10.1002/andp.19083300302.
  2. Debye P. Der Lichtdruck auf Kugeln von beliebigem Material. Ann. Phys. 1909. Bd. 30, F. 1. S. 57–136. DOI: https://doi.org/10.1002/andp.19093351103.
  3. Gastine M., Courtois L., Dorman J. Electromagnetic resonances of free dielectric spheres. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1967. Vol. 15, Iss. 12. P. 694–700. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1967.1126568.
  4. Wolff I. Electromagnetic fields in spherical microwave resonators – fundamental mathematics. Research Gate. 2017. June. 43 p.
  5. Wolff I. Electromagnetic Fields in Spherical Microwave Resonators H-Modes and E-Modes in Lossless Open Dielectric Spheres. Research Gate. 2018. May. 38 p.
  6. Müller C. Foundations of the Mathematical Theory of Electromagnetic Waves. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1969. 356 p.
  7. Stratton J. Electromagnetic Theory New York: McGraw-Hill Book Company, 1941. 615 p.
  8. Морс Ф.М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. Пер. с англ. под ред. С.П. Аллилуева. Том 2. Москва: Иностр. лит., 1960. 896 с.
  9. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Пер. с англ. И.Г. Арамановича. М.: Наука, 1977. 832 c.
  10. Мележик П.Н., Поединчук А.Е., Тучкин Ю.А., Шестопалов В.П. Об аналитической природе явления междутиповой связи собственных колебаний. Докл. АН CCCP. 1988. Т. 300, № 6. С. 1356–1359.
  11. Свищев Ю.В. Резонансное повышение добротности собственных колебаний электрического типа в открытом резонаторе с диэлектрическим шаровым включением. Радіофізика та електроніка. 2011. Т. 2(16), № 4. С. 20–26.