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

ВИМІРЮВАННЯ ДОБРОТНОСТІ В УМОВАХ ЗБЛИЖЕННЯ РЕЗОНАНСНИХ ЧАСТОТ ТИПІВ КОЛИВАНЬ У ВІДКРИТИХ РЕЗОНАТОРАХ

Рубрика: 
МІКРОХВИЛЬОВА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
Скресанов, ВМ, Гламаздін, ВВ
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: skresanov@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2015.03.011
Мова: російська
Анотація: 

Запропоновано метод вимірювання добротності резонаторів мікрохвильового діапазону, що дозволяє проводити дослідження мікрохвильових властивостей матеріалів та середовищ за допомогою відкритих резонаторів різноманітних типів за наявності близько розташованих по частоті мод біля вибраного типу коливань, радіаційних втрат елементів зв’язку та перехресних завад між ними. Вимірювання навантаженої добротності засновано на поданні частотної залежності коефіцієнту відбиття або передачі сумою дробово-лінійних       комплексних функцій, що описують відгуки відокремлених мод, та апроксимації квадрата модуля амплітудно-частотної характеристики варіаційним градієнтним методом. Метод розрахунку власної добротності засновано на обчисленні імпедансу резонатора за даними вимірювання коефіцієнту відбиття. Алгоритми оброблення даних вимірювання, що були запропоновані, реалізовані у вигляді комп’ютерної програми та ілюструються на прикладі оброблення S-параметрів дзеркального діелектричного відкритого резонатора з модами шепочучої галереї, при цьому S-параметри було обчислено методом кінцевих елементів. Вимірювання добротності запропонованим методом усуває систематичні похибки вимірювань, які пов’язані із спотворенням резонансних ліній, приводить до можливості проведення вимірювань в умовах, коли класичні методи виявляються непридатними
Ключові слова: імпеданс відкритого резонатора, амплітудно-частотна характеристика, відкритий резонатор, вимірювання добротності, дробово-раціональна апроксимація

Стаття надійшла  12.08.2015 г.
PACS     84.40.Dc
УДК 621.372.413
Radiofiz. elektron. 2015, 20(3): 11-21
Повний текст (PDF)
 

References: 
  1. Тишер Ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах / Ф. Тишер. – М.: Физматгиз, 1963. – 367 с.
  2. Брандт А. А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах / А. А. Брандт. – М.: Физматгиз, 1963. – 403 с.
  3. Трунин М.П. Поверхностный импеданс монокристаллов ВТСП в микроволновом диапазоне / М.П. Трунин // Успехи физ. наук. – 168, № 9. – С. 931–952.
  4. ГинзтонЭ. Л. Измерения на сантиметровых волнах / Э. Л. Гинзтон; – М.: Изд-во иностр. лит., 1960. – 620 с.
  5. ВалитовР.А. Измерение добротности // Измерение на миллиметровых и субмиллиметровых волнах: Методы и техника / Р.А. Валитов, В.Н. Скресанов, А. И. Фисун / под ред. Р. А. Валитова и Б. И. Макаренко. – М.: Радио и связь, 1984. – С. 221–236.
  6. Мирошниченко В.С. Экспериментальное определение параметров эквивалентной цепи открытого резонатора, связанного с линиями передачи / В.С. Мирошниченко, Е.Б. Сенкевич // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / 7, № 2. – С. 301–311.
  7. Нові пристрої зв’язку високодобротних НДВЧ резонаторів з хвилеводами: теорія, проектування, експеримент // Пріоритети наукової співпраці ДФФД і БРФФД: Матеріали спільних конкурсних проектів Державного фонду фундаментальних досліджень і Білоруського республіканського фонду фундаментальних досліджень / В. М. Скреса-нов, В. В. Гламаздін, М. П. Натаров, О. І. Шубний. – К.: ДІА, 2007. – С. 177–190.
  8. Characteristics of waveguide to quasioptical or dielectric resonator coupling / V. N. Skresanov, V. V. Glamazdin , M. P. Natarov, A. I. Shubny // 2010 Int. Kharkov Symp. on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves (MSMW’2010). – Kharkov, 2010. – [Electronic Manuscript].
  9. Радиационные потери сосредоточенных элементов связи открытых резонаторов / В.В.Гламаздин, М.П.Натаров, В.Н.Скресанов, А.И.Шубный // Радиофизика и электрон. – 2011. – 2(16), №3. – С.12–25.
  10. Kajfez D. Q Factor / D. Kajfez. – Oxford, MS: Vector Fields, 1994. – 174 p.
  11. Kajfez D. Linear fractional curve fitting for measurement of high Q-factors / D. Kajfez // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 1994. – 42, N 7. – P. 1149–1153.
  12. Leong K. Accurate Measurements of Surface Resistance of HTS Films using a Novel Transmission Mode Q-factor Technique / K. Leong, J. Mazierska // J. of Superconductivity. –2001. – 14, N 1. – P. 93–103.
  13. Leong K. Precise Measurements of the Q-factor of Transmission Mode Dielectric Resonators: Accounting for Noise, Crosstalk, Coupling Loss and Reactance, and Uncalibrated Transmission Lines / K. Leong, J. Mazierska // Int. Microwave Symp. (IMS2002). TH2E-3: Microwave Measurements I. –   Seattle, Washington, 2002. – [Electronic Manuscript].
  14. Аппаратно-вычислительный комплекс для измерения характеристик низко и высокодобротных резонаторов в А.И.Шубный, З.Е. Еременко // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / 2009. – 14, №3. – 389–400.
  15. Microwave Study of FeSe0.3Te0.7 Thin Film by TE011-Mode Sapphire Dielectric Resonator / Yun Wu, Shuyu Zhou, Xiyuan Wang et al. // IEEE Trans. Appl. Supercond. – 2011. – 21, N 3, part 1. – P. 599–603.
  16. Millimeter-wave surface impedance of optimally-doped Ba(Fe1−xCox)2As2 single crystals / A. Barannik, N. T. Cher-pak, M. A. Tanatar et al. // Phys. Rev. B. – 2013. – 87, Iss. 1. – P.  0145067.
  17. АндреевВ.М. Определение резонансной частоты и добротности полудискового диэлектрического резонатора при помощи дробно-рациональной аппроксимации / В.М.Андреев, О.О.Дробахин, Д.Ю.Салтыков //
  18. Квазиоптические твердотельные резонаторы / А. Я. Кириченко, Ю. В. Прокопенко, Ю. Ф. Филиппов, Н. Т. Черпак. – К.: Наук. думка, 2008. – 296 с.
  19. Montgomery C. G. Principles of Microwave Circuits / C. G. Montgomery, R. H. Dick, E. M. Purcell. – N. Y.-Toronto-L.: McGraw-Hill Book Company Inc., 1948. – 486 p.
  20. Вайнштейн Л. А. Открытые резонаторы и открытые волноводы / Л. А.Вайнштейн. – М: Сов. радио. 1966. – 475 с.
  21. Штейншлейгер В.Б. Явления взаимодействия волн в электродинамических резонаторах / В. Б. Штейншлейгер. – М: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1955. – 114 с.
  22. Гламаздин В.В. Метод импеданса в исследовании характеристик открытых резонаторов при возбуждении гибрид-ных типов колебаний / В.В.Гламаздин, В.Н.Скресанов, А.И.Шубный // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / 2008. – 13, № 1. – . 9–19.
  23. Skresanov V. N. The Novel Approach to Coupled Mode Parameters Recovery from Microwave Resonator Amplitude-Frequency Response / V. N. Skresanov, V. V. Glamazdin, N. T. Cherpac // 41th European Microwave Conf. (EuMW 2011): Proc. – Manchester, 2011. – P. 826–829.
  24. ИсаковаО.П. Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета . Анализ и обработка спектров / О.П.Исакова, Ю.Ю.Тарасевич, Ю.И.Юзюк // Учеб.-метод. пособ. – Ростов-на-Дону, Изд-во Южного федерального ун-та, 2007. – 76.
  25. Егоров В. Н. Характеристики резонаторов сверхвысоких частот с нерезонансным просачиванием мощности / В. Н. Егоров  // Изв. вузов. Радиофизика. – 2010. – 53, № 8. – С. 493–503.