Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2016, № 11 · ELECTRODYNAMICS

Условия локального возбуждения фундаментальных резонансных мод в открытых планарных резонаторах

A.V. Snezhko1,2, V.N. Gubankov1, V.V. Pavlovskii1

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Московский физико-технический институт (Государственный университет)
Full text (PDF) UDC 621.3 EDN XYERPB

Abstract

Local excitation conditions of fundamental mode in the planar open ring resonators are studied. Electrodynamic system is considered, which consists of planar interconnection structure coupled with microstrip open ring resonator. Similar system was used in previous works on frequency characterization of resonators and antennas by ac Josephson effect in terahertz frequency range. Calculations are performed by time domain finite difference method (TDFD). A real part of electrodynamic structure admittance vs. frequency dependence Re Y ( f ) calculated, which is a key factor in Josephson spectroscopy. It is shown, that interconnection structure by itself has flat Re Y ( f ) dependence in the frequency range of resonator fundamental mode excitation. When interconnection structure interacts with the resonator, it’s Re Y ( f ) dependence has a peculiarity, related to fundamental resonance mode excitation. A form of the peculiarity depends on resonator layout. In particular Re Y ( f ) shows local maximum or minimum. Basing on equivalent circuit representation of the resonator, these peculiarity forms can be considered by serial or parallel resonance circuit at frequencies in the vicinity of resonance frequency. These cases correspond to different resonator excitation conditions. Resonator fundamental mode can be excited by electric or magnetic field, which depends on the arrangement of resonator and interconnection structure.

  • superconductivity
  • Josephson junction
  • Terahertz electronics
Аннотация (на русском)

Условия локального возбуждения фундаментальных резонансных мод в открытых планарных резонаторах

В настоящей работе с помощью математического моделирования исследуются условия локального возбуждения фундаментальных мод в планарных открытых кольцевых резонаторах. Рассматривается электродинамическая система, использовавшаяся в предыдущих работах для частотной характеризации резонаторов с помощью нестационарного эффекта Джозефсона. Вычисления проводятся методом конечных разностей во временной области (TDFD). Показано, что фундаментальная резонансная мода может локально возбуждается либо электрическим, либо магнитным полем в зависимости от взаимной ориентации электродов джозефсоновского перехода и резонатора.

For citation

Snezhko A.V., Gubankov V.N., Pavlovskii V.V. Условия локального возбуждения фундаментальных резонансных мод в открытых планарных резонаторах // Journal of Radio Electronics. – 2016. – No. 11.

References

  1. Hsieh L.-H., Chang K. High-efficiency piezoelectric-transducer tuned feedback microstrip ring-resonator oscillators operating at high resonant frequencies. // IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 2003, V. 51, No. 4, P. 1141-1145.
  2. Hong J.S. Couplings of Microstrip Square Open-Loop Resonators for Cross-Coupled Planar Microwave Filters. // IEEE Trans. On Microwave Theory and Techniques, 1996, V. 44, P. 2099-2109.
  3. Dainkeh A., Nwajana A. O., Yeo K.S.K. Filtered Power Splitter Using Square Open Loop Resonators. // Progress In Electromagnetics Research C, 2016, V 64,P. 133-140.
  4. Gundogdu T. F., Tsiapa I., Kostopoulos A., et al. Experimental demonstration of negative magnetic permeability in the far-infrared frequency regime. // Appl. Pgys. Lett., 2006, V. 89, P. 084103.
  5. Padilla W. J., Taylor A. J., Highstrete C. et al. Dynamical Electric and Magnetic Metamaterial Response at Terahertz Frequencies. // Phys. Rev. Lett., 2006, V.96, P. 107401.
  6. Katsarakis N., Koschny T., Kafesaki M., et al. Electric coupling to the magnetic resonance of split ring resonators. // Appl. Phys. Lett., 2004, V.84, P. 2943-2945.
  7. Волков О.Ю., Губанков В.Н., Гундарева И.И. и др. Джозефсоновская спектрокопия для локальной диагностики планарных резонаторных систем в миллиметровом диапазоне длин волн. // Радиотехника и электроника, 2015, Т 60 с 1-6.
  8. Snezhko A., Pavlovskiy V., Gubankov V., et al. Frequency-Selective Analysis Of THz Photonic Elements By The Ac Josephson Effect. // 41th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves, September 25-30, 2016. Copenhagen, Denmark.
  9. Волков О. Ю., Губанков В. Н., Гундарева И.И. и др. Джозефсоновская адмиттансная спектроскопия характеристик логопериодической антенны в субмиллиметровом диапазоне длин волн// Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. C. 1381-1385.
  10. Rogla L.J., Carbonell J., Boria V.E. Study of equivalent circuits for open-ring and split-ring resonators in coplanar waveguide technology. // IET Microw. Antennas Propag., 2007, V. 1, P. 170-176.
  11. Pozar D. M. Microwave Engineering. J. Wiley & Suns Inc., 2012, 731 с.