Q-factor measurements under conditions of close-frequency modes convergence in open resonators

Abstract

Предложен метод измерения добротностей резонаторов микроволнового диапазона, который позволяет проводить исследование микроволновых свойств материалов и сред с помощью открытых резонаторов различных типов в условиях наличия близко расположенных по частоте мод в окружении избранного типа колебаний, радиационных потерь элементов связи и перекрестных помех между ними. Измерение нагруженной добротности основано на представлении частотной зависимости комплексного коэффициента отражения или передачи резонатора суммой дробно-линейных комплексных функций, описывающих отклики отдельных мод, и аппроксимации квадрата измеренной амплитудно-частотной характеристики вариационным градиентным методом. Метод расчета собственной добротности основан на вычислении импеданса резонатора по измеренному модулю коэффициента отражения. Разработанные алгоритмы обработки данных измерений реализованы в виде компьютерной программы и иллюстрируются на примере обработки частотных зависимостей S-параметров зеркального диэлектрического открытого резонатора с модами шепчущей галереи, при этом S-параметры рассчитаны методом конечных элементов. Измерение добротностей предложенным методом устраняет систематические погрешности измерений, связанные с искажениями резонансных кривых, и делает возможным проведение измерений в условиях, когда классические методы оказываются непригодными. Ил. 11. Табл. 3. Библиогр.: 25 назв. Ключевые слова: измерение добротности, амплитудно-частотная характеристика, открытый резонатор, дробнорациональная аппроксимация, импеданс открытого резонатора.