СОСТАВНОЙ ДИСКОВЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР

January 8, 2013 by admin Комментировать »

Кириченко А. Я., Мартынюк С. П., Моторненко А. П., Скуратовский И. Г. Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины Ул. Акад. Проскуры, 12, г. Харьков, 61085, Украина Тел.: (0572) 7203378, e-mail: briz@ire.kharkov.ua

Аннотация – В работе исследованы особенности собственных азимутальных электромагнитных колебаний в составном дисковом диэлектрическом резонаторе (СДДР). СДДР состоял из основного дискового диэлектрического резонатора, изготовленного из плавленого кварца и вспомогательного тефлонового диска большего диаметра, помещенного соосно на основном резонаторе. Показана возможность управления собственными резонансными частотами и амплитудами азимутальных колебаний в СДДР за счет изменения толщины тефлонового диска, а также изучено влияние на резонансные характеристики СДДР сильно поглощающей жидкости, помещенной в резонатор.

Рис. 1. Зависимость резонансной частоты СДДР от толщины тефлонового диска.

I.                                       Введение

в настоящее время достаточно широко используются электродинамические резонансные структуры на высших азимутальных типах колебаний [1]. Одной из них является дисковый диэлектрический резонатор (ДДР) [2, 3], который обладает высокой собственной добротностью электромагнитных колебаний в диапазоне СВЧ (вкпючая миллиметровый) и технологичностью изготовления. В то же время ряд практических задач требует возможности перестройки основных электрических параметров ДДР (резонансных частот и добротностей).

Fig. 1. Dependence of the resonance frequency of the CDDR as a function of the Teflon disk thickness

В настоящей работе показана возможность управления собственными частотами и амплитудами азимутальных колебаний в ДДР за счет изменения параметров размещенного на нем вспомогательного диска большего диаметра, изготовленного из диэлектрика с меньшей диэлектрической проницаемостью.

II.                              Основная часть

Fig. 2. Dependencies of the oscillations amplitudes on disc thickness

Исследуемый СДДР состоял из основного ДДР, изготовленного из плавленого кварца (ε=3.78 и диаметром 34 мм и толщиной 5,04 мм и тефлонового диска (ТД) (ε=2.08 и tgδ=2■^0”^) диаметром 46 мм (с различной толщиной Л: от 2 до 9 мм), размещенного на плоской поверхности ДДР.

Puc. 2. Зависимости амплитуд колебаний от толщины диска.

Резонансные характеристики ДДР и СДДР исследовались с помощью панорамного измерителя КСВН в диапазоне частот 29-35 ГГц по схеме «на проход». В условиях экспериментов исследуемый участок спектра на НЕ колебаниях хорошо воспроизводился с частотным интервалом сетки колебаний, составляющим 1,46 ГГц. При этом в выбранном диапазоне частот доминирующими являлись четыре линии спектра, имеющие низшие радиальный и осевой индексы. Кроме того, наблюдались также низкодобротные колебания со вторым радиальным индексом, имеющие меньшие амплитуды, обусловленные выбранной геометрией и качеством изготовления кварцевого резонатора. Наличие ТД на ДДР толщиной от

2  до 9 мм приводило к снижению резонансных частот выбранных колебаний при некотором увеличении их амплитуд. При этом наблюдалось существенное уменьшение амплитуд мешающих низкодобротных колебаний.

На рис. 1 приведены кривые зависимостей резонансных частот ^одвух выбранных линий спектра НЕ

–  колебаний в СДДР от толщины ТД h (кривые 1 и 2).

Условию /7=0 соответствуют собственные частоты колебаний в ДДР. Видно, что в случае колебания в ДДР с частотой ^о=33.17ГГц (кривая 1) увеличение толщины ТД от О до 9 мм приводит к уменьшению резонансной частоты на 0,48 ГГц, а в случае колебания в ДДР с fo=34.63 ГГц – на 0,42 ГГц (кривая 2).

На рис. 2 представлены зависимости амплитуд этих же колебаний от толщины ТД (кривые 1 и 2). Видно, что с ростом h амплитуды колебаний в СДДР вначале возрастают, а затем несколько уменьшаются, но остаются при этом больше соответствующих амплитуд в ДДР.

С целью изучения специфических особенностей резонатора было исследовано влияние поглощающей жидкости на его характеристики. Для этого тефлоновые диски были заменены тефлоновыми стаканами (ТС), толщина дна которых была равна толщине дисков, а стенки имели высоту 5 мм и толщину 1 мм. Такая замена не приводила к изменению спектра возбуждения СДДР.

На рис 1 приведены частотные зависимости, а на рис. 2 – кривые изменения амплитуд выбранных резонансных колебаний в СДДР от толщины ТС (кривые V и 2^) при наличии в нем дистиллированной воды. Видно, что влияние воды свелось к повышению резонансных частот колебаний и смещению максимальных значений их амплитуд в сторону больших величин h.

На одном из резонаторов были проведены измерения собственных добротностей исследуемых колебаний в СДДР без жидкости и при наличии дистиллированной воды, которые оказались равными 800 – 2000 и 400 – 600 соответственно.

III.                                  Заключение

Результаты проведенных исследований показывают, что составной дисковый диэлектрический резонатор является новой и, на наш взгляд, интересной разновидностью дисковых резонаторов. При этом подобный резонатор может использоваться для возбуждения низших собственных ЕН- и НЕ азимутальных колебаний миллиметрового диапазона при одновременном подавлении мешающих азимутальных колебаний с более высокими радиальным и осевым индексами. Собственными частотами и амплитудами колебаний в СДДР можно управлять путем изменения толщины вспомогательного диска и выбором материала, из которого он изготовлен. СДДР может быть использован для исследования сильно поглощающих жидкостей.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Научно-технологического центра Украины (проект № 2051).

IV.                           Список литературы

[^] Диэлектрические резонаторы / Под ред. М. Е. Ильченко,

–        М: Радио и связь. -1989. – 327 с.

[2] Добромыслов В. С., Взятышев В. Ф. Диэлектрические резонаторы с волнами шепчущей галереи // Тр. Московского энергетич. ин-та. – М.: Радиотехника,! 973, вып.

166, с. 78-84.

[3] Иванов Е. Н., Мухтаров И. Н., Царапкин Д. П. Высокодобротные дисковые диэлектрические резонаторы // Радиотехника и электроника. -1983. 28, № 8, с. 1658-1659.

COMPOSITE DISC DIELECTRIC RESONATOR

Kirichenko A. Ya., Martynyuk S. P.

Motornenko A. P., Skuratovskiy I. G.

Usikov institute for Radiophysics and Eiectronics, Nationai Academy of Sciences of Ukraine

12, Acad. Proskury St., Kharkov, 61085, Ukraine e-maii: briz@ire.kharkov.ua

Abstract – Peculiarities of eigen azimuth electromagnetic oscillations in the composite disk dielectric resonator (CDDR) have been investigated. CDDR consisted of disc dielectric resonator (DDR) made of quartz with teflon disc (TD) or teflon barrel (ТВ) on it. CDDR characteristics as the function of TD (ТВ) thickness as well as influence of strongly absorptive liquid placed in ТВ have been studied.

I.                                        Introduction

Today DDR with azimuth oscillations are widely used [1]. Some practical problems demand possible tuning of resonator electric parameters.

Variation feasibility of eigen frequencies and HE mode amplitudes in CDDR as the function of thickness have been presented in this paper. Water influence on the CDDR characteristics has been shown.

II.                                       Main Part

CDDR consisted of DDR (ε = 3.78and tg5= 10’") with diameter equal to 34 mm and thickness equal 5.04 mm and TD (ε = 2.08 and tgd = 2-1 O’") with d = 46 mm and the variation thickness h from 2 to 9 mm. It was axial symmetric placed on the plane surface of DDR.

Presence of TD or DB on the DDR with h from 2 to 9 mm resulted in the resonance frequency drop for some amplitudes increase. Essential amplitude decrease ofthe interfering low Q- factor oscillations was observed.

In Fig.1 the dependences of /bfor two spectral lines as a function of h of TD have been shown. In Fig.2 the same dependences ofthe amplitudes A are presented. The /band A dependences ofthe chosen oscillations in the CDDR as the thickness of ТВ with the distilled water have been presented. The water influence reduced to the increase of oscillations resonance frequencies.

III.                                      Conclusion

CDDR is the new version of disc dielectric resonators. CDDR is applied for investigation ofthe strongly absorptive liquid.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

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