СВЧ-ДАТЧИК ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КОЛЬЦЕВОГО МИКРОПОЛОСКОВОГО РЕЗОНАТОРА

July 6, 2012 by admin Комментировать »

Волошин А. С., Беляев Б. А., Дрокин Н. В. Институт Физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Академгородок, Красноярск, 660036, Россия Тел.: 3912-494591; e-mail: Belyaev@iph.krasn.ru


Аннотация Теоретически и экспериментально исследована конструкция резонатора, полосковый проводник которого имеет форму прямоугольной рамки (кольца). Разработан датчик на нерегулярном кольцевом резонаторе, чувствительный к диэлектрическим характеристикам материалов. Получена концентрационная зависимость СВЧдиэлектрической проницаемости в двухкомпонентной смеси жидкого кристалла 5СВ и ацетона.

I.  Введение

Исследования диэлектрических констант жидких кристаллов (ЖК) и полимеров в дециметровом диапазоне длин волн представляют значительный интерес. На диэлектрических спектрах в этом диапазоне не только проявляется характер релаксации молекул, но и нередко наблюдаются особенности, связанные с внутримолекулярными движениями. Однако данных по диэлектрическим измерениям ЖК и полимеров в этом диапазоне длин волн крайне мало из-за технических трудностей. Здесь уже не работают колебательные контура на сосредоточенных элементах, а резонаторы с распределенными параметрами имеют неприемлемо большие габариты. Поэтому, не смотря на то, что сравнительно хорошими характеристиками обладают датчики на основе микрополосковых линий передач (МПЛ) [1-3], разработка миниатюрных высокочувствительных измерительных резонаторов остается важной и актуальной задачей.

II.  Конструкция резонатора

В данной работе исследована конструкция датчика на микрополосковом кольцевом резонаторе (МКР) со скачками волнового сопротивления, предназначенного для диэлькометрических исследований жидких кристаллов (рис. 1). Полосковый проводник МКР в виде прямоугольного кольца (2) нанесен на керамическую подложку (3), нижняя металлизация которой (1) служит экраном. Особенностями этой конструкции являются наличие одного входа и двух выходов, кондуктивно связанных с МКР, а также окна (4), одно из которых предназначено для размещения в нем исследуемого образца. Остальные окна могут служить для перестройки рабочей частоты датчика.

Рис. 3. Зависимость ёэкв смеси ацетон ЖК 5СВ от содержания в ней ЖК 5СВ

Fig. 3. Dependence of mixture LC 5CB acetone permittivity on percentage of LC 5CB in it

Важно отметить, что внесение диэлектриков в окна резонатора позволяет перестраивать рабочую частоту датчика в широких пределах. Этот факт дает возможность регистрировать диэлектрические спектры жидких кристаллов в дециметровом диапазоне длин волн, где могут наблюдаться особенности [2], связанные с внутримолекулярными движениями.

Исследования показали, что МКР со скачком волнового сопротивления эффективен для диэлькометрических исследований материалов. Более того, рассмотренная микрополосковая конструкция может использоваться в качестве основы для создания высокочастотных датчиков и под другие задачи.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 0303-32470).

VI.  Список литературы

[1]  Беляев Б. А., Дрокин Н. А., Шепов В. Н. Применение микрополосковых резонаторов для исследования диэлектрических свойств жидких кристаллов на СВЧ.

//ЖТФ, 1995, т. 65, вып. 2, стр. 189-197.

[2]  Беляев Б. А., Дрокин Н. А., Шабанов В. Ф„ Шепов В. Н. Особенности диэлектрических спектров жидкого кристалла 5СВ в дециметровом диапазоне волн. // Письма в ЖЭТФ, 1997, т. 66, вып. 4, стр. 251-253.

[3]  Беляев Б. А., Дрокин Н. А., Шабанов В. Ф„ Шепов В. Н. Исследование СВЧ-диэлектрической проницаемости жидких кристаллов в электрических и магнитных полях. //ЖТФ, 1998, т. 68, вып. 1, стр. 117-121.

MW-SENSOR OF MATERIALS DIELECTRICS CHARACTERISTICS ON THE BASIS OF MICROSTRIP RING RESONATOR

A.      S. Voloshin, B.A. Belyaev, N.A. Drokin.

Institute of Physics Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia E-mail: Belyaev@iph.krasn.ru

AbstractExamined in this paper is the design of a resonator with ring-shaped strip-line conductor. On the basis of step impedance microstrip ring resonator the sensor for measuring of dielectric constant is created. Investigation of permittivity of twocomponent mixture liquid crystal 5CB acetone is carried out.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты