В.В. Комаров – д.т.н., профессор,  кафедра «Радиоэлектроника и телекоммуникации», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.; 

начальник отдела ООО НПП «НИКА-СВЧ» (г. Саратов)

E-mail: vyacheslav.komarov@gmail.com

С.К. Бушанский – аспирант, 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. E-mail: 8908_07@mail.ru.

Постановка проблемы. Рассматриваются объемные концентрические резонаторы, электродинамические характеристики которых и, в частности, собственная добротность, остаются малоизученными.

Цель. Провести анализ собственной добротности трех типов концентрических резонаторов: прямоугольного, цилиндрического и сферического, выполненных из разных металлов: меди, латуни, алюминия и никеля.

Результаты. Расчет значений резонансных длин волн и добротности этих структур проводился для низших H- и E-типов колебаний. Для исследования резонаторов сложной формы в работе были построены трехмерные численные модели с помощью метода конечных элементов, реализованного в пакете программ COMSOL. Для предварительного тестирования численных моделей применялись аналитические соотношения добротности полых металлических резонаторов простой формы, полученные для некоторых частных случаев. Численно были установлены зависимости собственной добротности концентрических резонаторов от их нормированных размеров и электропроводности стенок. Показано, что максимальные значения добротности достигаются для H- и E-типов колебаний при различных относительных размерах этих резонаторов.

Практическая значимость. Впервые одним из численных методов исследовано влияние нормированных размеров трех концентрических резонаторов, выполненных из разных конструкционных материалов, на их собственную добротность. Полученные численные данные могут быть использованы для разработки и проектирования различных функциональных устройств микроволнового диапазона.

1. Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника. С-Пб.: Лань. 2007.
2. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Сов. радио. 1967.
3. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Высшая школа. 1992.
4. Balanis C.A. Advanced engineering electromagnetics. NY: John Wiley & Sons. 2012.
5. Pozar D.M. Microwave engineering. NY: John Wiley & Sons. 2005.
6. Bastioli S., Marcaccioli L., Sorrentino R. Compact dual-mode rectangular waveguide filters using square ridge resonators // International Journal of Microwave and Wireless Technologies. 2009. V. 1. № 4. P. 241−247. DOI: 10.1017/S1759078709990286.
7. Lee Y.-M., Kim J.-K., Hur J. Study on the empirical design of open-ended coaxial cavity resonator // Microwave and Optical Technology Letters. 2014. V. 56. № 3. P. 606−610. DOI:10.1002/mop.
8. Floch J.-M., Fan Y., Aubourg M. et al. Rigorous analysis of highly tunable cylindrical transverse magnetic mode re-entrant cavities // Review of Scientific Instruments. 2013. V. 84. 125114. DOI: 10.1063/1.4848935.
9. Hadjistamov B.N., Levcheva V.P., Dankov P.I. Dielectric substrate characterization with reentrant cavities // Proceedings of  5th Mediterranean Microwave Symposium. Budapest (Hungary). 2007. P. 183−186.
10. Doumanis E., Goussetis G., Kosmopoulos S. Filter design for satellite communications. Boston: Artech House. 2015.
11. Давидович М.В. Итерационные методы решения задач электродинамики. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. 2014.
12. Комаров В.В., Бушанский С.К. СВЧ-фильтры на объемных концентрических резонаторах // Радиотехника. 2018. № 8. С. 140−143. DOI: 10.18127/j00338486-201808-26.