Предложен метод измерения добротностей резонаторов микроволнового диапазона, который позволяет проводить исследование микроволновых свойств материалов и сред с помощью открытых резонаторов различных типов в условиях наличия близко расположенных по частоте мод в окружении избранного типа колебаний, радиационных потерь элементов связи и перекрестных помех между ними. Измерение нагруженной добротности основано на представлении частотной зависимости комплексного коэффициента отражения или передачи резонатора суммой дробно-линейных комплексных функций, описывающих отклики отдельных мод, и аппроксимации квадрата измеренной амплитудно-частотной характеристики вариационным градиентным методом. Метод расчета собственной добротности основан на вычислении импеданса резонатора по измеренному модулю коэффициента отражения. Разработанные алгоритмы обработки данных измерений реализованы в виде компьютерной программы и иллюстрируются на примере обработки частотных зависимостей S-параметров зеркального диэлектрического открытого резонатора с модами шепчущей галереи, при этом S-параметры рассчитаны методом конечных элементов. Измерение добротностей предложенным методом устраняет систематические погрешности измерений, связанные с искажениями резонансных кривых, и делает возможным проведение измерений в условиях, когда классические методы оказываются непригодными.Запропоновано метод вимірювання добротності резонаторів мікрохвильового діапазону, що дозволяє проводити дослідження мікрохвильових властивостей матеріалів та середовищ за допомогою відкритих резонаторів різноманітних типів за наявності близько розташованих за частотою мод біля вибраного типу коливань, радіаційних втрат елементів зв'язку та перехресних завад між ними. Вимірювання навантаженої добротності засновано на поданні частотної залежності коефіцієнта відбиття або передачі сумою дробово-лінійних комплексних функцій, що описують відгуки відокремлених мод, та апроксимації квадрата модуля амплітудно-частотної характеристики варіаційним градієнтним методом. Метод розрахунку власної добротності засновано на обчисленні імпедансу резонатора за даними вимірювання коефіцієнта відбиття. Алгоритми оброблення даних вимірювання, що були запропоновані, реалізовані у вигляді комп'ютерної програми та ілюструються на прикладі оброблення S-параметрів дзеркального діелектричного відкритого резонатора з модами шепочучої галереї, при цьому S-параметри було обчислено методом скінценних елементів. Вимірювання добротності запропонованим методом усуває систематичні похибки вимірювань, які пов'язані зі спотворенням резонансних ліній, надає можливість проведення вимірювань за умов, коли класичні методи виявляються непридатними.A method is proposed for measuring the Q-factor of microwave resonators, which allows the study of microwave properties of materials and environments using open resonators of different types under conditions of availability of close-frequency modes inthe surroundings of the given mode, the radiation losses of coupling elements and crosstalk between them. Measurement of the loaded Q-factor is based on both the representation of the frequency dependence of the resonator complex reflection or transmission coefficients by the sum of fractional-linear complex functions, describing the responses of individual modes, and approximation of a square measured frequency response by means of the variation gradient method. The eigen Q-factor calculation method isbased on calculation of the resonator impedance on the measured reflectance modulus. The developed algorithms for processing measurement data are implemented in a computer program and are illustrated by the example of the processing frequency dependencesof S-parameters for the open dielectric mirror resonator excited with whispering gallery modes, when the S-parameters are calculated by finite element method. Measuring quality factors by the proposed method eliminates the systematic measurement error associated with the distortion of the resonance curves, and makes it possible to perform measurements in conditions where classical methods are unsuitable.

  Повний текст PDF - 1.162 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"