Кириченко А Я, Мартинюк С П, Моторненко А П, Скуратівський І Г Інститут радіофізики та електроніки ім А Я Усикова НАН України Вул Акад Проскури, 12, м Харків, 61085, Україна Тел: (0572) 7203378, e-mail: briz@irekharkovua

Анотація – У роботі досліджено особливості власних азимутальних електромагнітних коливань в складеному дисковому діелектричному резонаторі (СДДР) СДДР складався з основного дискового діелектричного резонатора, виготовленого з плавленого кварцу і допоміжного тефлонового диска більшого діаметру, поміщеного співісний на основному резонаторі Показана можливість управління власними резонансними частотами і амплітудами азимутальних коливань в СДДР за рахунок зміни товщини тефлонового диска, а також вивчено вплив на резонансні характеристики СДДР сильно поглинає рідини, вміщеній в резонатор

Рис 1 Залежність резонансної частоти СДДР від товщини тефлонового диска

I                                       Введення

в даний час досить широко використовуються електродинамічні резонансні структури на вищих азимутальних типах коливань [1] Однією з них є дисковий діелектричний резонатор (ДДР) [2, 3], який має високу власної добротністю електромагнітних коливань в діапазоні СВЧ (вкпючая міліметровий) і технологічністю виготовлення У той же час ряд практичних завдань вимагає можливості перебудови основних електричних параметрів ДДР (резонансних частот і добротностей)

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

У даний роботі показана можливість управління власними частотами і амплітудами азимутальних коливань в ДДР за рахунок зміни параметрів розміщеного на ньому допоміжного диска більшого діаметру, виготовленого з діелектрика з меншою діелектричною проникністю

II                              Основна частина

Fig 2 Dependencies of the oscillations amplitudes on disc thickness

Досліджуваний СДДР складався з основного ДДР, виготовленого з плавленого кварцу (ε = 378 і діаметром 34 мм і товщиною 5,04 мм і тефлонового диска (ТД) (ε = 208 і tgδ = 2 ■ ^ 0′ ^) діаметром 46 мм ( з різною товщиною Л: від 2 до 9 мм), розміщеного на плоскій поверхні ДДР

Puc 2 Залежності амплітуд коливань від товщини диска

Резонансні характеристики ДДР і СДДР досліджувалися за допомогою панорамного вимірювача КСХН в діапазоні частот 29-35 ГГц за схемою «на прохід» В умовах експериментів досліджуваний ділянку спектра на НЕ коливаннях добре відтворювався з частотним інтервалом сітки коливань, складовим 1,46 ГГц При цьому в обраному діапазоні частот домінуючими були чотири лінії спектра, що мають нижчі радіальний і осьовий індекси Крім того, спостерігалися також нізкодобротного коливання з другим радіальним індексом, що мають менші амплітуди, обумовлені обраної геометрією і якістю виготовлення кварцового резонатора Наявність ТД на ДДР товщиною від

2 до 9 мм призводило до зниження резонансних частот обраних коливань при деякому збільшенні їх амплітуд При цьому спостерігалося істотне зменшення амплітуд заважають нізкодобротного коливань

На рис 1 наведені криві залежностей резонансних частот ^ одвух обраних ліній спектра НЕ

– коливань в СДДР від товщини ТД h (криві 1 і 2)

Умовою / 7 = 0 відповідають власні частоти коливань в ДДР Видно, що у разі коливання в ДДР з частотою ^ о = 3317ГГц (крива 1) збільшення товщини ТД від Про до 9 мм призводить до зменшення резонансної частоти на 0,48 ГГц, а в разі коливання в ДДР з fo = 3463 ГГц – на 0,42 ГГц (крива 2)

На рис 2 представлені залежності амплітуд цих же коливань від товщини ТД (криві 1 і 2) Видно, що з ростом h амплітуди коливань в СДДР спочатку зростають, а потім кілька зменшуються, але залишаються при цьому більше відповідних амплітуд в ДДР

З метою вивчення специфічних особливостей резонатора було досліджено вплив поглинаючої рідини на його характеристики Для цього тефлонові диски були замінені тефлоновими склянками (ТС), товщина дна яких була дорівнює товщині дисків, а стінки мали висоту 5 мм і товщину 1 мм Така заміна не призводила до зміни спектра збудження СДДР

На рис 1 наведені частотні залежності, а на рис 2 – криві зміни амплітуд обраних резонансних коливань в СДДР від товщини ТЗ (криві V і 2 ^) при наявності в ньому дистильованої води Видно, що вплив води звелося до підвищення резонансних частот коливань і зміщення максимальних значень їх амплітуд в сторону більших величин h

На одному з резонаторів були проведені вимірювання власних добротностей досліджуваних коливань у СДДР без рідини і при наявності дистильованої води, які виявилися рівними 800 – 2000 та 400 – 600 відповідно

III                                  Висновок

Результати проведених досліджень показують, що складовою дисковий діелектричний резонатор є новою і, на наш погляд, цікавою різновидом дискових резонаторів При цьому подібний резонатор може використовуватися для порушення нижчих власних ЕН-і НЕ азимутальних коливань міліметрового діапазону при одночасному придушенні заважають азимутальних коливань з більш високими радіальним і осьовим індексами Власними частотами і амплітудами коливань в СДДР можна управляти шляхом зміни товщини допоміжного диска і вибором матеріалу, з якого він виготовлений СДДР може бути використаний для дослідження сильно поглинаючих рідин

Робота виконана за часткової фінансової підтримки Науково-технологічного центру України (проект № 2051)

IV                           Список літератури

[^] Діелектричні резонатори / Под ред М Є Ільченко,

– М: Радіо і звязок -1989 – 327 с

[2] Добромислов В С, Взятишев В Ф Діелектричні резонатори з хвилями шепоче галереї / / Тр Московського енергетичних ін-ту – М: Радіотехніка, 973, вип

166, с 78-84

[3] Іванов Є М, Мухтаров І Н, Царапкін Д П високодобротного дискові діелектричні резонатори / / Радіотехніка та електроніка -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@irekharkovua

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 (ТБ) on it CDDR characteristics as the function of TD (ТБ) 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 = 378and tg5= 10&quot) with diameter equal to 34 mm and thickness equal 504 mm and TD (ε = 208 and tgd = 2-1 O&quot) 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 Fig1 the dependences of /bfor two spectral lines as a function of h of TD have been shown In Fig2 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

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р