Частотно-перестраиваемое устройство на основе многослойного полосково-щелевого перехода и его применение для измерения диэлектрических свойств материалов

Abstract

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований частотно-перестраиваемого устройства на основе многослойного полосково-щелевого (МПЩ) перехода с П-образным щелевым резонатором. Использование данного устройства позволяет реализовать резонансный метод измерения диэлектрических свойств материалов в сверхвысокочастотном диапазоне. Теоретические исследования заключаются в проведении численного моделирования в строгой постановке электродинамической задачи, направленной на определение характеристик МПЩ-перехода с П-образным щелевым резонатором переменной длины. Результаты численного моделирования доказывают возможность применения МПЩ-перехода с П-образным щелевым резонатором переменной длины для реализации резонансного метода измерения диэлектрических свойств материалов в указанном диапазоне частот. Экспериментальные исследования проведены на макете МПЩ-перехода с П-образным щелевым резонатором переменной длины в диапазоне частот (850–1250) МГц. Оценка его резонансных свойств осуществлялась при использовании векторного анализатора цепей OBZOR TR1300/1. В качестве исследуемого материала использовался материал BaFe10Ti2O19. Результаты теоретических и экспериментальных исследований находятся в хорошем количественном и качественном согласовании.

The paper presents the results of theoretical and experimental researches of a frequency-tunable device based on the multilayer strip-slot transition with the U-shaped slot resonator of the variable length. The application of the presented device makes it possible to implement a resonant method for measuring the dielectric properties of materials in the microwave frequency range. The numerical simulation in the rigorous formulation of the electrodynamics problem is performed for the theoretical research. The aim of the theoretical research is to determine the electrical characteristics of the multilayer strip-slot transition with the U-shaped slot resonator of the variable length. The results of numerical simulation prove the possibility of applying the multilayer stripslot transition with the U-shaped slot resonator of the variable length to implement the resonant method for measuring the dielectric properties of materials in the microwave frequency range. The experimental research is performed on the sample of the multilayer strip-slot transition with the U-shaped slot resonator of the variable length in the frequency range (850–1250) MHz. Measurements of S-parameters of the multilayer strip-slot transition with the U-shaped slot resonator of the variable length are accomplished using the vector network analyzer. The material under research is BaFe10Ti2O19. The results of theoretical and experimental researches are in good qualitative and quantitative agreement.