аспирант, ассистент кафедры Электроники Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
кандидат технических наук, доцент кафедры Электроники Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Актуальность. Исследования кольцевых резонирующих структур вызывает интерес у разработчиков СВЧ устройств, некоторые особенности кольцевых эллиптических резонаторов приводят к возникновению уникальных свойств передаточных характеристик. Особое значение при использовании данных резонаторов имеет способ их возбуждения. При определенных условиях в этих структурах возможно получение режима бегущей волны. Синтезу микроволновых устройств, а также исследованию способов возбуждения и оценки режима волнового процесса в структуре посвящена данная работа.
Цель исследования ‒ проанализировать и систематизировать информацию о создании микроволновых устройств с использованием кольцевых эллиптических резонаторов (КЭР), а также апробировать результаты применения сдвоенного КЭР.
Методы: в этой работе был проведен аналитический обзор актуальных научных публикаций, а также выполнено компьютерное моделирование полосковых кольцевых эллиптических резонаторов, работающих в сверхвысокочастотном диапазоне. В работе также представлены результаты экспериментов, апробированные разными исследователями, в том числе поддержанные грантами РФФИ.
Решение. В статье рассматриваются особенности использования шлейфных полосковых фильтров и описываются ограничения, возникающие при использовании полосковых резонаторов. Представлена конструкция КЭР и предлагается его применение в качестве альтернативы полосковым резонаторам. Приводятся результаты многочисленных экспериментов по синтезу микроволновых устройств на основе КЭР, включая: одинарный; двойной резонаторы; преселективные фильтры; усилители и генераторы, построенные на основе кольца и активных двухполюсниках. Также рассматривается проблема коммутации резонатора с основной линией передачи. Приводятся результаты макетирования нескольких устройств, ограничивающих направление распространения электромагнитной волны в кольцевом резонаторе.
Научная новизна. Впервые представлена конструкция двойного эллиптического резонатора, выполненного на основе микрополосковой линии. В статье приводятся результаты эксперимента, которые демонстрируют достижение уровня режекции фильтра более 70 дБ исключительно за счет топологии резонатора. Обсуждается проблема выбора способа питания и обеспечения режима распространения волны в КЭР.
Практическая значимость: результаты, полученные в ходе работы, могут быть применены для создания резонатора бегущей волны на микрополосковой линии или в других планарных или объемных конфигурациях. Также результаты исследования служат основой для создания обобщенной теории синтеза кольцевых резонаторов микроволнового диапазона длин волн.
Actuality. Research of ring resonating structures is interesting to developers of microwave devices; some features of ring elliptical resonators lead to the emergence of unique properties of the transmission characteristics of the device. Method of excitation for CER is particularly important. It is possible to obtain the traveling wave mode in these structures, under certain conditions. To the synthesis of microwave devices, as well as to the study of methods for exciting and evaluating the mode of the wave process in the structure this paper is devoted.
Object. The purpose of the study is to analyze and organize information about the development of microwave devices using circular elliptical resonators (CERs). Authors also want to test the results of using dual CERs.
Methods. The authors have conducted an analytical review of recent scientific publications and performed computer modeling of microstrip ring elliptical resonators that operate in the ultrahigh frequency range in this work. The paper also includes the results of our experiments, tested by various researchers, including those supported by grants from the Russian Foundation for Basic Research.
Result. The article explores the unique characteristics of loop strip filters and highlights the limitations of using strip resonators. It that describes the design of a ring elliptical resonator (CER), and suggests its potential as an alternative to microstrip resonators. The paper presents the results of numerous experiments on the development of microwave devices based on CERs. The results of numerous experiments of the synthesis of microwave devices based on СER and including: single; double resonators; preselective filters; amplifiers and generators based on a ring and active bipolar are presented. Additionally, the issue of connecting the resonator to the main transmission line is addressed. The results of modeling several devices that limit the direction of propagation of an electromagnetic wave in an annular resonator are presented.
Scientific novelty. This article introduces a new design of a double elliptical resonator based on a microstrip line. It also describes the results of an experiment that shows that the resonator topology can achieve a filter rejection level of over 70 dB. In the article, the authors also discuss the problem of selecting a power supply method and ensuring the wave propagation mode in the CER.
Practical significance. The results obtained in the course of this work can be used to create a traveling wave resonator on a microstrip line or in other planar or volumetric configurations. The results of the study also serve as the basis for the creation of a generalized theory of synthesis of ring resonators in the microwave wavelength range.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.