Шепов В. Н., Лобирін П. В.

Інститут фізики ім. Л. В. Киренського СО РАН Академмістечко, Красноярськ – 660036, Росія Красноярський державний технічний університет Красноярськ – 660074, Росія Тел.: (3912) 494591, e-mail: shepov@iph.krasn.ru

Рис. 1. Чисельна модель резонатора.

чисельної моделі МПР, показаної на рис. 1. Розглядалося поведінку тільки одного ПЗ, найближчого до резонансної частоти ОМК.

Анотація – Досліджено вплив підключення зосередженої ємності (Сх) В пучность високочастотного електричного поля основний моди коливань (ОМК) напівхвильового микрополосковой резонатора (МПР) і відстані від кінця Полоскова провідника до точки ємнісного підключення зовнішніх ліній передачі (ВЛП) на частоту полюса загасання (ПЗ) на амплітудно-частотній характеристиці (АЧХ) МПР поблизу резонансної частоти ОМК. Встановлено, що підключення зосередженої ємності наближає частоту ПЗ до резонансної частоти ОМК. Показано, що для кожної частоти існує максимально можливе значення Сх, При якому відсутні спотворення резонансної лінії ОМК.

I. Вступ

Для дослідження діелектричної проникності (ДП) в дециметровому діапазоні довжин хвиль, коли збільшується похибка вимірювань ДП через що знижується добротності контурів, а вимірювальні системи з розподіленими параметрами (коаксіальні і, тим більше, хвилеводні) ще мають великі розміри, знайшли своє застосування вимірювальні мікрополоскових резонатори (Імпров). Для вимірювання ДП в Імпров використовуються ИЯ ємнісного типу, підключені, як правило, в пучность високочастотного електричного поля основний моди коливань напівхвильового МПР (до протилежних кінцях Полоскова провідника).

Для підвищення точності вимірювань малих значень ДП на таких осередках-резонаторах, природно необхідно збільшувати початкову ємність ИЯ. Однак при цьому на АЧХ Імпров з’являється полюс загасання [1], який може наближатися до резонансної частоти ОМК Імпров і спотворювати форму резонансної лінії, що не допустимо при застосуванні Імпров у вимірювальній апаратурі.

Метою цієї роботи є встановлення оптимальних режимів вимірювань малих значень діелектричної проникності (s <2), тобто отримання максимального зсуву резонансної частоти ОМК Імпров з ІЄ, заповненої вимірюваним зразком, щодо Імпров з повітряним заповненням ИЯ при збереженні симетрії резонансної лінії. Для цього проводяться дослідження впливу підключення в пучность високочастотного електричного поля ОМК напівхвильового МПР зосередженої ємності та відстані від кінця Полоскова провідника до точки ємнісного підключення ВЛП до МПР на частоту ПЗ, найближчого до резонансної частоти ОМК МПР.

II. Основна частина

Дослідження впливу підключення до МПР зосередженої ємності та відстані від кінця Полоскова провідника до точки ємнісного підключення ВЛП до МПР на частоту ПЗ проводилось по

Fig. 1. Numerical model of a resonator

Полосковим провідники МПР (А1-А4) розраховувалися як відрізки одиночній (А1, А2 і А4) і пов’язаної (АЗ) микрополосковой лінії передачі. Загальна довжина полоськових провідників резонатора – L. Як діелектричної підкладки використовувалася кераміка Полікор з діелектричною проникністю в = 9.6 і товщиною h = 1 mm. Нижня сторона підкладки металізовані і є екраном. За допомогою ємностей С1 і С2 в чисельної моделі враховувалися ємності між вимірювальними пластинами і екраном, які мінімізувалися видаленням частини екрану під контактними майданчиками вимірювальних пластин. Штриховою лінією показано підключення зосередженої ємності (Сх) до протилежних кінцях Полоскова провідника МПР, /

– відстань від кінця Полоскова провідника до точки підключення зовнішніх ліній передачі з хвильовим опором 50 Ом. Зв’язок МПР з ВЛП регулювалася величиною ємностей зв’язку (Сс).

На рис. 2 наведені розраховані залежності різниці частот Fn – F0, Від I / L при ємнісний зв’язку МПР з ВЛП, де F0 – Резонансна частота МПР (F0 налаштовувалася на 500 МГц і при зміні Сх і / підтримувалася незмінною за рахунок зміни L), Fn – частота ПЗ. Крива 1 – у відсутності ємності Сх,

2 – Сх = 1 пФ, 3 – Сх = 2 пФ, 4 – Сх = 4 пФ, 5 – Сх = 6 пФ. Ємності зв’язку вибиралися таким чином, щоб рівень прямих втрат на резонансної частоті МПР становив -10 дБ.

З наведених на рис. 2 залежностей видно, що при Сх = 0 (крива 1) при збільшенні значення i / L ПЗ з’являється на АЧХ вище резонансної частоти ОМК. При наближенні точки ємнісного підключення ВЛП до пучності високочастотного струму відповідної моди коливань МПР (при Сх = 0) починаються спотворення резонансної лінії даної моди коливань з подальшим її пригніченням. Даний принцип можна використовувати при конструюванні мікрополоскових фільтрів з придушенням паразитних смуг пропускання [2,3].

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»