ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2014, № 3 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Брэгговские сенсорные СВЧ-структуры на коаксиальном кабеле

А.Р. Насыбуллин1, О.Г. Морозов1, А.А. Севастьянов1

1 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ, Россия
Полный текст УДК 621.37621.396 EDN SBUZKZ

Аннотация

В работе рассмотрены брэгговские СВЧ-структуры на коаксиальном кабеле, построенные на основе трансферта оптических технологий по аналогии с волоконными решетками Брэгга. Представлены методы их анализа и приведены результаты экспериментальных исследований. Впервые описаны симметричные двухрядные и трехрядные структуры. Показано, что добротность резонансного контура брэгговских СВЧ-структур на расчетной частоте возрастает с увеличением порядка резонанса (при кратном изменении длины структуры и периода неоднородностей) и числа рядов. Отдельно рассмотрены подходы и варианты использования указанных структур в сенсорных приложениях для измерения температуры и коэффициента диэлектрической проницаемости.

  • сенсорные приложения
  • sensor applications
  • брэгговские СВЧ-структуры на коаксиальном кабеле
  • метод волновых матриц передачи
  • метод ориентированных графов
  • двухрядные и трехрядные структуры
  • спектральные характеристики
Abstract (in English)

In the paper the structures of the Bragg microwave coax designed on the base of optical technologies transfer similar to fiber Bragg gratings are discussed. Methods of its analysis and the results of experimental studies are presented. Symmetric two-row and three-row structures are firstly described. It is shown that the Q-factor of the microwave Bragg structure on the design frequency increases with the order of resonance (at fold change of the structure length and period of its irregularities) and a number of rows. Approaches and options for the use of these structures in sensory applications are examined especially for measuring the temperature and the dielectric permittivity.

Для цитирования

Насыбуллин А.Р., Морозов О.Г., Севастьянов А.А. Брэгговские сенсорные СВЧ-структуры на коаксиальном кабеле // Журнал радиоэлектроники. – 2014. – № 3.

Литература

  1. Gloge D. Optical fiber technology. New York, IEEE Press, 1976.
  2. Sanchez-Lopez M.M., Sanchez-Merono A., Arias J., Davis J.A., and I. Moreno, "Observation of superluminal and negative group velocities in a Mach-Zehnder interferometer" // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93, No 7. P. 074102 (2008).
  3. Doiron S., Giller C., Beaudoin N., Haché A., "A periodic structure for electronic signals and demonstration of electronic lasing" // Am. J. Phys. 2008. Vol. 76. P. 996-1001.
  4. Sun S., Chen G., "A novel TDR based coaxial cable sensor for crack/strain sensing in reinforced concrete structures" // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2009. Vol. 58, No 8. P. 2714-2724.
  5. Zhi Z., Yuan L., Peng Z. and Dyshlyuk A., "Novel coaxial cable Bragg grating" // Pacific Science Review. 2011. Vol. 13, No. 3. P. 196-199.
  6. Васильев, С.А. Волоконные решетки показателя преломления и их применения / С.А. Васильев, О.И. Медведков, И.Г. Королев, А.С. Божков, А.С. Курков, Е.М. Дианов // Квантовая электроника. - 2005. - Т. 35, № 12. - С. 1085-1103.
  7. Joannopoulos J.D., Villeneuve P.R., and Fan S., "Photonic crystals: Putting a new twist on light" // Nature. 1997. Vol. 386, No 6621. P. 143-149.
  8. Munday J.N. and Robertson W.M., "Slow electromagnetic pulse propagation through a narrow transmission band in a coaxial photonic crystal" // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83, No 5. P. 1053.
  9. Jie Huanga, Tao Weia, Xinwei Lana, Jun Fanb, Hai Xiao, "Coaxial cable Bragg grating sensors for large strain measurement with high accuracy" // Proc. of SPIE. 2012. Vol. 8345. P. 83450Z.
  10. Tao Wei, Songping Wu, Jie Huang, Hai Xiao, and Jun Fan, "Coaxial cable Bragg grating" // Appl. Phys. Lett. 2011. Vol. 99. P. 113517.
  11. Силаев М.А., Брянцев С.Ф. Приложение матриц и графов к анализу СВЧ устройств. М.: Изд-во «Советское радио», 1970. - 248 с.
  12. Морозов, О.Г. Микроволновые технологии в процессах переработки и утилизации бытовых полимерных отходов / О.Г. Морозов, Р.Р. Самигуллин, А.Р. Насыбуллин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2010. - Т. 12 (33). - № 4(3). - С. 580-582.
  13. Морозов, О.Г. Микроволновая обработка термореактивных и термопластичных полимеров /О.Г.Морозов, Г.А.Морозов, Р.Р. Самигуллин, А.Р. Насыбуллин // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2011. - № 3. - С. 114-121.
  14. Морозов, О.Г. Функциональные адаптивные СВЧ технологии в задачах переработки термопластичных полимерных материалов / О.Г. Морозов, Г.А. Морозов, А.Р. Насыбуллин [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2011. - № 3. - С.13-25.
  15. Морозов, О.Г. Выбор оптимальной структуры построения СВЧ-комплекса обработки термореактивных композитных материалов / О.Г. Морозов, Г.А. Морозов, А.Р. Насыбуллин [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14 (35). - № 1(2). - С. 525-529.
  16. Морозов, О.Г. Резонансный метод мониторинга технологического процесса отверждения полимеров / О.Г. Морозов, Г.А. Морозов, А.Р. Насыбуллин [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. ¾ 2012. ¾ № 1. ¾ С.67¾75.
  17. Морозов, О.Г. Резонансные методы мониторинга технологических процессов отверждения полимеров в функционально адаптивных СВЧ-реакторах / О.Г. Морозов, Г.А. Морозов, А.Р. Насыбуллин [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14 (35). - № 1(2). - С. 568-572.