Радиационная добротность диэлектрических резонаторов различной формы с исследуемыми проводниками и жидкими диэлектриками

Abstract

В работе проведены численные исследования резонаторов различной конфигурации, изготовленных из лейкосапфира, как ограниченных проводящими торцевыми стенками, так и без них, в диапазоне частот 25…40 ГГц. Дисковые резонаторы с одной проводящей стенкой были исследованы также экспериментально. Показано, как влияет вносимый в электромагнитное поле образец исследуемого материала на распределение поля резонатора, резонансную частоту и радиационную добротность. В работе обсуждается возможность применения измерительных ячеек на основе таких резонаторов для определения микроволнового импеданса (сверх)проводников и диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков. Полученные результаты позволяют выбрать в качестве измерительной ячейки резонаторную структуру с пренебрежимо малыми радиационными потерями.

У роботі проведено чисельні дослідження резонаторів із лейкосапфіру різної форми, як обмежених торцевими провідними стінками, так і без них, у діапазоні частот 25…40 ГГц. Дискові резонатори з однією провідною стінкою досліджувалися також експериментально. Показано вплив внесеного в електромагнітне поле зразка досліджуваного матеріалу на розподіл поля резонатора, його частоту і радіаційну добротність. Розглянуто можливість використання вимірювальних комірок на основі таких резонаторів для визначення мікрохвильового імпедансу (над)провідників і діелектричної проникності рідких діелектриків. Отримані результати дозволяють обрати резонаторну вимірювальну комірку з радіаційними втратами, якими можна знехтувати.

The numerical study of different shape resonators made of leucosapphire, which are limited with conducting end plates and without them are carried out in Ka-band. The disk resonators with one conducting end plate are studied experimentally too. The influence of tested material brought in the electromagnetic field on the resonator field distribution, frequency and radiation Q-factor is shown. The application opportunity of measurement cells based on such resonators for determination of (super)conductor microwave impedance and permittivity of dielectric liquids is analyzed. The obtained results make it possible to choose the resonator measurement cell with negligible radiation loss.