Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником

Исследуется новый подход к измерению поверхностного сопротивления Rs массивных проводящих образцов. Описана методика определения Rs с помощью открытого кольцевого квазиоптического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах типа шепчущей галереи. Расчетным путем и экспериментально исследован...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Радіофізика та електроніка
Date:	2009
Main Authors:	Баранник, А.А., Торохтий, К.И., Черпак, Н.Т.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2009
Subjects:	Электродинамика СВЧ
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/105721
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником / А.А. Баранник, К.И. Торохтий, Н.Т. Черпак // Радіофізика та електроніка. — 2009. — Т. 14, № 1. — С. 19-23. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-105721
record_format	dspace
spelling	Баранник, А.А. Торохтий, К.И. Черпак, Н.Т. 2016-09-07T15:21:47Z 2016-09-07T15:21:47Z 2009 Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником / А.А. Баранник, К.И. Торохтий, Н.Т. Черпак // Радіофізика та електроніка. — 2009. — Т. 14, № 1. — С. 19-23. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/105721 535.417.2:621.378 Исследуется новый подход к измерению поверхностного сопротивления Rs массивных проводящих образцов. Описана методика определения Rs с помощью открытого кольцевого квазиоптического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах типа шепчущей галереи. Расчетным путем и экспериментально исследованы основные характеристики резонатора в интервале частот 30–40 ГГц. Показана возможность измерения Rs высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с помощью кольцевого диэлектрического резонатора. Досліджено новий підхід до вимірювання поверхневого опору Rs масивних провідних зразків. Описана методика визначення Rs за допомогою відкритого кільцевого квазіоптичного діелектричного резонатора, збуджуваного на модах типу шепочучої галереї. Шляхом розрахунку та експериментально досліджено основні характеристики резонатора в інтервалі частот 30–40 ГГц. Показано можливість вимірювання Rs високотемпературних надпровідників (ВТНП) за допомогою кільцевого діелектричного резонатора. In this paper a new approach to surface resistance Rs measurements of the volumetric conducting samples is investigated. The technique of determination Rs by means of the open quasi-optical ring dielectric resonator, in which “whispering gallery” modes are excited, is presented. The basic properties of the resonator are investigated experimentally and numerically in the frequency interval of 30–40 GHz. The possibility of high temperature superconductor Rs measurement by means of the ring dielectric resonator is displayed. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Радіофізика та електроніка Электродинамика СВЧ Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником Квазіоптичний кільцевий сапфіровий резонатор з внутрішнім циліндричним провідником Quasi-optical ring sapphire resonator with cylindrical conductor inside Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником
spellingShingle	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником Баранник, А.А. Торохтий, К.И. Черпак, Н.Т. Электродинамика СВЧ
title_short	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником
title_full	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником
title_fullStr	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником
title_full_unstemmed	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником
title_sort	квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником
author	Баранник, А.А. Торохтий, К.И. Черпак, Н.Т.
author_facet	Баранник, А.А. Торохтий, К.И. Черпак, Н.Т.
topic	Электродинамика СВЧ
topic_facet	Электродинамика СВЧ
publishDate	2009
language	Russian
container_title	Радіофізика та електроніка
publisher	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
format	Article
title_alt	Квазіоптичний кільцевий сапфіровий резонатор з внутрішнім циліндричним провідником Quasi-optical ring sapphire resonator with cylindrical conductor inside
description	Исследуется новый подход к измерению поверхностного сопротивления Rs массивных проводящих образцов. Описана методика определения Rs с помощью открытого кольцевого квазиоптического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах типа шепчущей галереи. Расчетным путем и экспериментально исследованы основные характеристики резонатора в интервале частот 30–40 ГГц. Показана возможность измерения Rs высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с помощью кольцевого диэлектрического резонатора. Досліджено новий підхід до вимірювання поверхневого опору Rs масивних провідних зразків. Описана методика визначення Rs за допомогою відкритого кільцевого квазіоптичного діелектричного резонатора, збуджуваного на модах типу шепочучої галереї. Шляхом розрахунку та експериментально досліджено основні характеристики резонатора в інтервалі частот 30–40 ГГц. Показано можливість вимірювання Rs високотемпературних надпровідників (ВТНП) за допомогою кільцевого діелектричного резонатора. In this paper a new approach to surface resistance Rs measurements of the volumetric conducting samples is investigated. The technique of determination Rs by means of the open quasi-optical ring dielectric resonator, in which “whispering gallery” modes are excited, is presented. The basic properties of the resonator are investigated experimentally and numerically in the frequency interval of 30–40 GHz. The possibility of high temperature superconductor Rs measurement by means of the ring dielectric resonator is displayed.
issn	1028-821X
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/105721
citation_txt	Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником / А.А. Баранник, К.И. Торохтий, Н.Т. Черпак // Радіофізика та електроніка. — 2009. — Т. 14, № 1. — С. 19-23. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT barannikaa kvazioptičeskiikolʹcevoisapfirovyirezonatorsvnutrennimcilindričeskimprovodnikom AT torohtiiki kvazioptičeskiikolʹcevoisapfirovyirezonatorsvnutrennimcilindričeskimprovodnikom AT čerpaknt kvazioptičeskiikolʹcevoisapfirovyirezonatorsvnutrennimcilindričeskimprovodnikom AT barannikaa kvazíoptičniikílʹceviisapfíroviirezonatorzvnutríšnímcilíndričnimprovídnikom AT torohtiiki kvazíoptičniikílʹceviisapfíroviirezonatorzvnutríšnímcilíndričnimprovídnikom AT čerpaknt kvazíoptičniikílʹceviisapfíroviirezonatorzvnutríšnímcilíndričnimprovídnikom AT barannikaa quasiopticalringsapphireresonatorwithcylindricalconductorinside AT torohtiiki quasiopticalringsapphireresonatorwithcylindricalconductorinside AT čerpaknt quasiopticalringsapphireresonatorwithcylindricalconductorinside
first_indexed	2025-11-25T20:29:10Z
last_indexed	2025-11-25T20:29:10Z
_version_	1850523505883348992
fulltext	__________ ISSN 1028-821X Радиофизика и электроника, том 14, № 1, 2009, с. 19-23 ИРЭ НАН Украины, 2009 УДК 535.417.2:621.378 КВАЗИОПТИЧЕСКИЙ КОЛЬЦЕВОЙ САПФИРОВЫЙ РЕЗОНАТОР С ВНУТРЕННИМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПРОВОДНИКОМ А. А. Баранник 2 , К. И. Торохтий 1,2 , Н. Т. Черпак 2 1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» 21, ул. Фрунзе, Харьков, 61002, Украина E-mail: toroktyki@mail.ru 2 Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина E-mail: barannik@ire.kharkov.ua Исследуется новый подход к измерению поверхностного сопротивления Rs массивных проводящих образцов. Описана методика определения Rs с помощью открытого кольцевого квазиоптического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах типа шепчущей галереи. Расчетным путем и экспериментально исследованы основные характеристики резонатора в интер- вале частот 30–40 ГГц. Показана возможность измерения Rs высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с помощью кольце- вого диэлектрического резонатора. Ил. 4. Табл. 1. Библиогр.: 6 назв. Ключевые слова: поверхностное сопротивление, добротность. В последнее время для измерения по- верхностного сопротивления (Rs) ВТСП стали применяться квазиоптические диэлектрические резонаторы (КДР) из-за их высокой добротности и удобства использования в миллиметровом (мм) диапазоне волн [1–3]. Но основная область их применения ограничивается пленками или объ- емными образцами с площадью основания, боль- шей соответствующей площади самого резонато- ра. Нередко возникает необходимость в измере- нии Rs образцов с меньшими линейными разме- рами. Как правило, это происходит в случае син- теза новых сверхпроводящих материалов, когда еще не разработана технология синтеза этих ма- териалов или когда они весьма дорогостоящи. В случае очень малых размеров сверхпроводни- ков, в основном, используют резонатор из низко- температурного сверхпроводника (метод «hot finger in cavity»), однако для работы с ним всегда необходим жидкий гелий [4]. Кроме того, для этого резонатора весьма сложно определять гео- метрический фактор измеряемого образца. В нашей работе рассмотрена возмож- ность применения кольцевого диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах типа шеп- чущей галереи, при измерении поверхностного сопротивления Rs сверхпроводников и проводни- ков в мм диапазоне волн. При этом образец в форме цилиндра размещается в центральной час- ти резонатора, что дает возможность достаточно просто определять геометрический фактор изме- ряемого образца. Ранее подобная конфигурация резонатора применялась для измерения диэлект- рической проницаемости жидкости, заполняющей внутреннее пространство резонатора [5]. В работе поставлена задача определить характеристики кольцевого резонатора в зависимости от прово- димости исследуемого образца и оценить воз- можность применения такой модификации КДР для импедансных измерений сверхпроводящих материалов. 1. Экспериментальная техника. Для экспериментальных исследований был изготов- лен кольцевой сапфировый резонатор с внешним диаметром dout = 8,9 мм и внутренним диаметром din = 5,25 мм (рис. 1). Использовался монокри- сталл сапфира (ε = 9,4, ε\|\| = 11,59) с оптической осью вдоль оси кольца. a) б) Рис. 1. Общий вид кольцевых квазиоптических резонаторов с цилиндрическим проводником с ТПС (а) и без них (б): 1 – кольцевой резонатор; 2 – проводящие торцевые стенки; 3 – диэлектрические волноводы; 4 – исследуемый образец 1 1 4 2 3 3 4 mailto:toroktyki@mail.ru mailto:barannik@ire.kharkov.ua А. А. Баранник и др. / Квазиоптический кольцевой сапфировый… _________________________________________________________________________________________________________________ 20 Исследовался кольцевой резонатор как с торцевыми проводящими стенками (ТПС), так и без них. В качестве материала для торцевых стенок использовалась бескислородная медь. Для опреде- ления электродинамических свойств резонатора были изготовлены образцы из меди, титана и не- ржавеющей стали, имеющие форму цилиндра диаметром din = 5,25 мм. Высота стержней для из- мерений без торцевых стенок выбиралась более 5 мм, чтобы избежать влияния краев стержня. При этом также были изготовлены ТПС в форме пластин из тех же материалов, что и цилиндрические образцы проводников, чтобы предварительно измерить их проводимость с помощью дискового сапфирового КДР, где эти образцы включались также в виде ТПС [1, 2]. Таким образом, становилась известной прово- димость трех цилиндрических образцов различ- ных проводников, а именно, меди, титана и не- ржавеющей стали. Эта процедура необходима, так как про- водимость образцов зависит от внешних факто- ров, следовательно, в данном случае нельзя пользоваться справочными данными для прово- димости ТПС. Резонатор возбуждался диэлектрически- ми сапфировыми волноводами прямоугольного сечения, металлизированными с одной стороны. Волноводы располагались так, чтобы в резонато- ре возбуждались моды HE-типа. Измерения про- водились в частотном диапазоне 30–40 ГГц с по- мощью векторного анализатора Agilent E8362B. Добротность определялась по резонансной часто- те и ширине резонансной линии на уровне 3дБ при слабой связи резонатора с линиями передачи. 2. Результаты вычислений. Предвари- тельно была оценена оптимальная конфигурация кольцевого резонатора. Для этого расчетным путем были получены зависимости основных параметров резонатора, таких как резонансная частота и добротность, от отношения внутренне- го и внешнего диаметров кольца. Результаты этих расчетов представлены на рис. 2. Расчет выполнялся с помощью пакета CST Microwave Studio 2008. Как видно из зависимостей Q(din/dout) и fres(din/dout), оптимальное для исследования отно- шение din/dout находится в интервале 0,57–0,62. Выбор интервала обусловлен оптимальным вы- бором крутизны наклона обеих зависимостей. Этот интервал действителен при любой проводи- мости металлического образца в пределах от 10 6 до 10 9 См/м. Таким образом, значение внутренне- го диаметра при dout = 8,9 мм лежит в пределах от 4,9 до 5,4 мм. По этой причине для исследования было взято кольцо с внутренним диаметром 5,25 мм. Этому значению соответствует также достижимый размер некоторых новых сверхпро- водящих материалов. Рис. 2. Резонансная частота и добротности кольцевого резо- натора с цилиндрическим медным стержнем внутри в зави- симости от отношения внутреннего диаметра кольца к внешнему (din/dout) при НЕn,1,0 (n = 7–9) (точки означают результаты расчета) Расчетным путем определена собственная добротность резонатора в зависимости от прово- димости металлического образца. При этом иссле- дуемый образец полностью занимает внутренний диаметр резонатора. Рассчитать подобную зависи- мость для частоты с необходимой точностью не- возможно из-за нечувствительности расчетной программы к изменению проводимости стержня, так как изменение частоты сравнимо с минималь- ным шагом по частоте, который составляет 2 МГц или меньше его, что приводит к значительным погрешностям. Расчеты показывают, что собст- венная добротность Q возрастает с ростом прово- димости исследуемого образца sample, что объясня- ется уменьшением потерь в резонаторе с металли- ческим стержнем. При увеличении проводимости зависимость выходит на «насыщение», которое соответствует идеальной проводимости стержня. При этом зависимость Q ( sample) для резонатора без ТПС находится в области более высоких доб- ротностей, так как в КДР с ТПС добавляются по- тери в торцевых пластинах. Полученные данные не учитывают радиационные потери в исследуе- мых резонаторах. Поэтому необходимым является экспериментальный подход, позволяющий оце- нить также и указанные потери. 3. Результаты эксперимента и их ана- лиз. Результаты экспериментального исследова- ния приведены в таблице. В резонаторе с ТПС возбуждались колебания HEn,1,0-типа, а без ТПС возбуждались колебания HEn,1,1, где n – азиму- тальный индекс. Величину, обратную собственной доб- ротности, можно представить как сумму слагае- мых, определяющих потери в элементах резо- нансной системы 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 n = 9 n = 8 n = 7 din /dout f r es , Г Г ц Q А. А. Баранник и др. / Квазиоптический кольцевой сапфировый… _________________________________________________________________________________________________________________ 21 , 1 tg 1 rad CEP s CEP s SAMPLE s SAMPLE s Q kRA RA Q (1) где AS SAMPLE и AS CEP – коэффициенты включения металлического стержня и торцевых пластин; Qrad – радиационная добротность резонатора; tgδ – тангенс угла потерь в диэлектрике; k – ко- эффициент, близкий к 1 [6]. Результаты экспериментального исследования кольцевого сапфирового резонатора с проводящим стержнем внутри Кольцевой резонатор с ТПС Мода HE7,1,0 HE8,1,0 HE9,1,0 М ед н ы й (о то ж ж ен н ы й ) ст ер ж ен ь fres, ГГц 32,49 35,93 39,38 Qexper 4600 6300 7700 Qest 6500 7100 7800 Т и та н о в ы й ст ер ж ен ь fres, ГГц 32,32 35,75 39,17 Qexper 2600 3600 4700 Qest 3500 4400 5300 Кольцевой резонатор без ТПС Мода HE6,1,1 HE7,1,1 HE8,1,1 М ед н ы й ст ер ж ен ь fres, ГГц 31,54 34,6 37,76 Qexper 3100 10300 14200 Qest 14800 18500 22500 С те р ж ен ь и з н ер ж ав ею щ ей ст ал и fres, ГГц 31,50 34,59 37,74 Qexper 1600 2800 4400 Qest 3200 4500 6400 На рис. 3 показаны зависимости доброт- ности рассматриваемых резонаторов от Rs прово- дящего стержня при комнатной и азотной темпе- ратурах. Добротность растет с уменьшением Rs и выходит на насыщение, которое соответствует потерям в диэлектрике. При этом кривые Q (Rs) для T = 77 K при всех модах лежат выше, чем при комнатной температуре, так как при азотной тем- пературе потери в сапфире на два порядка ниже. Это подтверждается линейной зависимостью Q (Rs) для T = 77 K для резонатора без ТПС. Эксперимен- тальные точки на рис. 3 получены для T = 300 K (табл.), а стрелочками отмечен расчетный уровень добротностей для резонатора с образцами YBa2Cu3O7-x и меди при азотной температуре. 0,01 0,1 1 10 100 1000 HE6,1,0 R Cu S (T = 77 K) R YBaCuO S (T = 77 K) Cu (T = 300 K) Нерж. ст. (T = 300 K) Q * 1 0 3 R образца S , мОм HE7,1,0 HE8,1,0 1 10 100 1000 а) 0,01 0,1 3 6 9 12 15 18 Ti (T = 300 K) Cu (T = 300 K) R Cu S (T = 77 K) R YBaCuO S (T = 77 K) Q * 1 0 3 R образца S , мОм HE7,1,0 HE8,1,0 HE 9,1,0 HE7,1,0 HE8,1,0 HE 9,1,0 3 6 9 12 15 18 б) Рис. 3. Добротность кольцевого открытого резонатора (а) и кольцевого резонатора с ТПС (б) в зависимости от поверхност- ного сопротивления образца. Сплошной линией показаны рас- четные зависимости при 300 К, а штрихпунктирной – при 77 К Разница между экспериментальными и вычисленными значениями добротности (рис. 3) объясняется радиационными потерями, которые не учитываются при проведении расчета. По- этому на основании экспериментальных данных можно оценить величину радиационных потерь в резонаторе, зная частотные зависимости по- верхностного импеданса металлов, которые ис- пользуются в резонаторной системе. Для этого необходимо измерить значения добротности резонатора QS1, QS2 с двумя различными извест- ными цилиндрическими проводниками 1 и 2, расположенными в сапфировом кольце, и соста- вить систему двух уравнений , 1 tg 1 , 1 tg 1 22 2 11 1 rad CEP s CEP s S s S s S rad CEP s CEP s S s S s S Q kRARA Q Q kRARA Q (2) А. А. Баранник и др. / Квазиоптический кольцевой сапфировый… _________________________________________________________________________________________________________________ 22 где AS S1 и AS S2 – коэффициенты включения образ- цов с разной проводимостью; Rs CEP , Rs S1 , Rs S2 – поверхностные сопротивления ТПС и исследуе- мых образцов; QS1, QS2 – экспериментально полу- ченные добротности резонатора с образцами. Решая систему линейных уравнений (2), можно определить AS SAMPLE и Qrad как для откры- того резонатора, так и с торцевыми пластинами. При этом для кольцевого КДР с ТПС принимаем AS CEP таким же, как и в сплошном цилиндриче- ском резонаторе с торцевыми пластинами [1] , 2 2 0 HEres CEP s lRf A (3) где fres – резонансная частота; µ0 – магнитная по- стоянная; l – продольный размер (высота) резона- тора; HER – коэффициент, который зависит от ε резонатора, возбуждаемой моды и геометриче- ских размеров резонатора (для мм диапазона RHE ≈ 1). Таким образом, были получены зависи- мости AS SAMPLE от азимутального индекса n для обоих типов кольцевого резонатора (рис. 4, а). 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A S A M P L E S * 1 0 -4 n а) 6 7 8 9 0 100 200 300 400 500 600 700 кольцевой резонатор с ТП открытый кольцевой резонатор n Q ra d * 1 0 3 б) Рис. 4. Параметр AS SAMPLE (а) и радиационная добротность (Qrad) (б) в зависимости от азимутального индекса n возбуж- даемого колебания для кольцевого резонатора с ТПС (пунк- тирная линия) и резонатора без ТПС (сплошная линия) Учитывая зависимость AS SAMPLE (n), можно оценить радиационную добротность резонатора для возбуждаемых колебаний. При увеличении индекса n добротность Qrad возрастает, т. е. на- блюдается значительное снижение потерь на из- лучение. Следовательно, для более точного изме- рения Rs необходимо использовать моды со зна- чительно большим n: для данного резонатора не- обходимо переходить на более высокие рабочие частоты (либо при заданной частоте переходить на резонатор с большим диаметром). Как видно из рис. 4, радиационные поте- ри в обеих конфигурациях кольцевого резонатора равны в пределах погрешности измерений и до- пущения, что коэффициенты As одинаковы в дис- ковом и кольцевом КДР. Значительная погреш- ность в определении Qrad при n ≥ 9 объясняется резким уменьшением радиационных потерь на фоне потерь в диэлектрике и проводниках, прак- тически независящих от n. Таким образом, для измерения Rs сверх- проводников более выгодно использовать откры- тый резонатор из-за отсутствия ТПС, что приво- дит к увеличению добротности, и следовательно, к большей чувствительности (рис. 3). Можно также минимизировать потери в ТПС, используя для их изготовления известный сверхпроводник. Выводы. Таким образом, показана воз- можность измерения поверхностного импеданса проводников и сверхпроводников с помощью кольцевого КДР. Экспериментальные исследова- ния и численный анализ проведены для сапфиро- вого резонатора в диапазоне частот 30–40 ГГц. При этом найдено, что необходимо выбирать ре- зонатор с соотношением диаметров din /dout = 0,6, где возбуждаются колебания шепчущей галереи НЕ-типа с высокими азимутальными индекса- ми n. Определено, что радиационные потери в пределах погрешности равны у обоих резонато- ров, по крайней мере, для n ≤ 9. Предложенный подход позволит изме- рять Rs объемных образцов сверхпроводников и других проводников умеренных размеров с дос- таточно высокой точностью, однако в случае применения резонатора с торцевыми стенками необходимы ТПС из сверхпроводника с уже из- вестными свойствами. 1. Cherpak N., Barannik A., Filipov Yu. et al. Accurate microwave technique of surface resistance measurement of large-area HTS films using sapphire quasioptical resonator // IEEE Trans. on Appl. Supercond. – 2003. – 13, no. 2. – .P. 3570-3573. 2. Cherpak N. T., Barannik A. A., Prokopenko Yu. V. et al. Mi- crowave properties of HTS films: measurements in the milli- meter wave range // Low Temperature Physics. – 2006. – 32, no. 6. – P. 608–613. 3. Egorov V. N., Masalov V. L. et al. Dielectric Constant, Loss Tangent, and Surface Resistance of PCB Materials at K-Band Frequencies // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 2005. – 53, no. 2. – P. 627–635. А. А. Баранник и др. / Квазиоптический кольцевой сапфировый… _________________________________________________________________________________________________________________ 23 4. Шевчун А. Ф., Трунин М. Р. Метод измерения поверхност- ного импеданса сверхпроводников в температурном ин- тервале 0,4-120 К // Радиотехника и электрон. – 2006. – № 5. – С. 82–89 5. Barannik A. A., Cherpak N. T., Prokopenko Yu. V. et al. Two- layered disc quasioptical dielectric resonators: Electrody- namics and application perspectives for complex permittivity measurements of lossy liquids // Measurement Science and Technology. – 2007. – 18, no. 19. – P. 2231–2238. 6. Cherpak N. T., Barannik A. A., Bunyaev S. A. et al. Measure- ments of Millimeter-Wave Surface Resistance and Tempera- ture Dependence of Reactance of Thin HTS Films Using Qua- si-Optical Dielectric Resonator // IEEE Trans. Applied Super- cond. – 2005. – 15, no. 2. – P. 2919–2922. QUASI-OPTICAL RING SAPPHIRE RESONATOR WITH CYLINDRICAL CONDUCTOR INSIDE A. A. Barannik, K. I. Torokhtyi, N. T. Cherpak In this paper a new approach to surface resistance Rs measurements of the volumetric conducting samples is investi- gated. The technique of determination Rs by means of the open quasi-optical ring dielectric resonator, in which “whispering gal- lery” modes are excited, is presented. The basic properties of the resonator are investigated experimentally and numerically in the frequency interval of 30–40 GHz. The possibility of high tempera- ture superconductor Rs measurement by means of the ring dielec- tric resonator is displayed. Key words: surface resistance, Q-factor. КВАЗІОПТИЧНИЙ КІЛЬЦЕВИЙ САПФІРОВИЙ РЕЗОНАТОР З ВНУТРІШНІМ ЦИЛІНДРИЧНИМ ПРОВІДНИКОМ О. А. Баранник, К. І. Торохтій, М. Т. Черпак Досліджено новий підхід до вимірювання поверх- невого опору Rs масивних провідних зразків. Описана мето- дика визначення Rs за допомогою відкритого кільцевого ква- зіоптичного діелектричного резонатора, збуджуваного на модах типу шепочучої галереї. Шляхом розрахунку та експе- риментально досліджено основні характеристики резонатора в інтервалі частот 30–40 ГГц. Показано можливість вимірюван- ня Rs високотемпературних надпровідників (ВТНП) за допо- могою кільцевого діелектричного резонатора. Ключові слова: поверхневий опір, добротність. Рукопись поступила 12 декабря 2008 г.

Квазиоптический кольцевой сапфировый резонатор с внутренним цилиндрическим проводником

Institution

Similar Items