Hemispherical X band microwave small sized open resonator for wide range from 1 to 20 permittivity characterization of solid-state dielectrics

Анотація

Проведено комп’ютерне моделювання та експериментальне дослідження відкритого напівсферичного резонатора Фабрі–Перо X діапазону з наступними характеристиками: одне дзеркало резонатора має напівсферичну форму, а інше є плоским дзеркалом та має значно менший діаметр, ніж перше дзеркало. Робоча резонансна мода є TEM₀₀₅, тобто між напівсферичним та плоским дзеркалами резонатора розташовано лише 5 півхвиль. Резонатор має досить розріджений частотний спектр, наприклад, 3 резонанси в діапазоні 7–12 ГГц. При зміні діелектричної проникності діелектричних зразків від 1 до 20 одиниць відповідний діапазон резонансних частот досить великий та дорівнює 1,4 ГГц. Добротність резонатора на резонансних частотах знаходиться в діапазоні 100–600 — це достатньо для визначення діелектричної проникності діелектричних зразків, які розміщені на плоскому дзеркалі. Діаметр діелектричних зразків досить малий та дорівнює 50 мм, а висота 5 мм. Результати комп'ютерного моделюван-ня добре узгоджуються з експериментальними. Різниця резонансної частоти та добротності між експериментальними та розрахунковими значеннями становить у середньому 100 МГц та 4 одиниці відповідно при вимірюванні зразків.