Исследованы спектральные и энергетические характеристики открытого и экранированного со стороны криволинейной поверхности планарных диэлектрических резонаторов (ДР), возбуждаемых на модах высших порядков типа шепчущей галереи (ШГ) в 8-миллиметровом диапазоне длин волн. Данные резонаторы образованы тонкой по сравнению с рабочей длиной волны дисковой диэлектрической структурой, расположенной своими плоскими основаниями между двумя проводящими зеркалами. Таким образом, электрическая компонента резонансного поля ограничивалось по высоте планарного диска двумя проводящими поверхностями. Резонансные свойства такой структуры определялись условием полного внутреннего отражения волн от внутренней криволинейной поверхности диэлектрического диска. Проведенными исследованиями установлено, что при переходе от открытых планарных ДР к экранированным с тонким воздушным зазором в области между металлическим экраном кольцевой формы и диэлектрическим диском при определенном соотношении радиусов удается повысить их собственную добротность. Добротность экранированной резонансной структуры на высокочастотном краю возрастает до 40 %. Причиной данного эффекта является частичное смещение резонансного поля мод ШГ из области диэлектрика в воздушный зазор, что приводит к уменьшению потерь в материале диэлектрика. Для подтверждения этого эффекта было проведено компьютерное моделирование полей мод ШГ в планарном ДР с помощью программного обеспечения CST Microwave Studio 2013. Кроме того, результаты компьютерного моделирования показывают, что эти моды ШГ характеризуются однородным распределением резонансного поля вдоль аксиальной координаты. Отмечена перспективность использования планарных ДР в твердотельных генераторах миллиметрового диапазона длин волн.
1. Диэлектрические резонаторы / М. Е. Ильченко [и др.] ; под ред. М. Е. Ильченко. – М.: Радио и связь, 1989. – 328 с.
2. Квазиоптические твердотельные резонаторы / А. Я. Кириченко [и др.]. – Киев: Наук. думка, 2008. – 296 с.
3. Влияние величины зазора между дисками на добротность диэлектрического пластинчатого резонатора / Г. В. Голубничая [и др.] // Письма в Журн. техн. физики. – 2015. – T. 41, вып. 6. – С. 50–57.
4. Experimental conditions for the excitation of thin disk whispering¬gallery-mode resonators / V. Yurchenko [et al.] // Progress in Electromagnetics Research C. – 2013. – Vol. 43. – P. 29–40. https://doi.org/10.2528/pierc13062803
5. Annino, G. Study on planar whispering gallery dielectric resonators. I. General properties / G. Annino, M. Cassettari, M. Martinelli // Int. J. of Infrared and Millimeter Waves. – 2002. – Vol. 23, № 4. – P. 597–615. https://doi.org/10.1023/ a:1015709927809
6. Возбуждение колебаний шепчущей галереи в дисковом планарном диэлектрическом резонаторе щелью связи / А. Е. Когут [и др.] // Вес. Нац. акад навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2017. – № 3. – С. 121–128.
7. Santhosh Kumar, G. D. V. Whispering Gallery Modes of Planar Dielectric Resonators in LTCC Technology / G. D. V. Santhosh Kumar, K. C. James Raju // Research Areas and 2013 International Conference on Microelectronics, Communications and Renewable Energy (AICERA/ICMiCR), 2013 Annual International Conference on. – P. 474–479. https://doi.org/10.1109/ aicera-icmicr.2013.6576026
8. K¬band planar type dielectric resonator filter with high¬/spl epsiv/ ceramic substrates / T. Hiratsuka [et al.] // IEEE MTTS International Microwave Symposium Digest. – 1998. – Vol. 3. – P. 1311–1314. https://doi.org/10.1109/MWSYM. 1998.700615
9. Whispering-Gallery Modes in Shielded Hemispherical Dielectric Resonators / Z. E. Eremenko [et al.] // IEEE Trans. on MTT. – 2002. – Vol. 50, № 11. – P. 2647–2649. https://doi.org/10.1109/TMTT.2002.804627
10. Иванов, Е. Н. Повышение эффективности возбуждения дисковых диэлектрических резонаторов / Е. Н. Иванов, А. А. Карачев, Д. П. Царапкин // Изв. вузов. Радиоэлектроника. – 1987. – Т. 30, № 10. – С. 68–69.
11. Гинзтон, Э. Л. Измерения на сантиметровых волнах / Э. Л. Гинзтон – М.: Изд¬во иностр. лит., 1960. – 519 с.
