Широкополосное измерение комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики в СВЧ диапазоне / Broadband Measurement of the Complex Permittivity of Ferroelectric Ceramicsin the Microwave Range

Донченко А.В. / Donchenko, A.V.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Земляков В.В. / Zemlyakov, V.V.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Мараховский М.А. / Marahovskiy, M.A.
Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета / RUS Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета
Панич А.Е. / Panich, A.E.
Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета / RUS Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета
Выпуск в базе РИНЦ
Донченко А.В., Земляков В.В., Мараховский М.А., Панич А.Е. Широкополосное измерение комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики в СВЧ диапазоне // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 48–55. DOI: 10.25210/jfop-1804-048055
Donchenko, A.V., Zemlyakov, V.V., Marahovskiy, M.A., Panich, A.E. Broadband Measurement of the Complex Permittivity of Ferroelectric Ceramicsin the Microwave Range // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 48–55. DOI: 10.25210/jfop-1804-048055

Аннотация: Предложен новый подход к измерению комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков в СВЧ диапазоне. В качестве измерительной ячейки использован Н-волновод, что позволило расширить диапазон измерений и повысить чувствительность. Решена электродинамическая задача о волноводе сложного поперечного сечения с кусочно-слоистым диэлектрическим заполнением. Описана установка и представлены результаты измерений комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики BST с добавкой MgO в диапазоне 7.5÷18 ГГц.
Abstract: The new approach for measuring the complex permittivity of ferroelectrics in the microwave range is proposed. The double ridged waveguide is used as a measuring cell, which allows increasing the sensitivity and frequency range of measurements. The electrodynamic problem is solved for a waveguide with complex cross section and piecewise-layered dielectric filling. The installation and the measurement results of complex permittivity of BST ferroelectric ceramics with the addition of MgO in the range 7.5÷18 GHz are presented.
Ключевые слова: BST, комплексная диэлектрическая проницаемость, Н-волновод, электродинамический анализВведение, ferroelectric ceramics, BST, complex permittivity, ridged waveguide, BST

Литература / References
  1. Nenasheva, E.A., Kanareykin, A.D., Kartenko, N.F., Dedyk, A.I., and Karmanenko, S.F. Ceramics Materials Based on (Ba, Sr)TiO3 Solid Solutions for Tunable Microwave Devices // Journal of Electroceramics. 2004. No. 13. P. 235-238.
  2. Nenasheva, E.A., Kartenko, N.F., Gaidamaka, I.M., Trubitsyna, O.N., Redozubov, S.S., Dedyk, A.I., and Kanareykin, A.D. Low loss microwave ferroelectric ceramics for high power tunable devices // Journal of the European Ceramic Society. 2010. No. 30. P. 395-400
  3. Дедык А. И., Семёнов А. А., Павлова Ю. В., Пахомов О. В., Мыльников И. Л., Богачёв Ю. В. Электропроводность высокоомной керамики на основе BSTO c примесями магния и марганца // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2016. Т. 2. № 1. С. 120-123.
  4. Беляев Б. А., Дрокин Н. А., Лексиков А. А. Исследования материалов на сверхвысоких частотах микрополосковыми датчиками // Изв.ВУЗ. физика. 2006. № 9. С. 45-53.
  5. Донченко А. В., Заргано Г. Ф. П-волновод, как измерительная ячейка устройств определения диэлектрической проницаемости материалов. Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 5. С. 40-46.
  6. Donchenko, A.V., Zargano, G.F., and Zemlyakov, V.V. Electrodynamic Analysis of Electromagnetic Fields of Hybrid Waves Propagating in the Single-Ridged Waveguide // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. 2017. P. 1-11.
  7. Muller D. E. A method for solving algebraic equations using an automatic computer // Mathematical Table and Other Aids to Computation. 1956. Vol. 10. No. 5. P. 208-215.
  8. Матвеенко В. П., Севодин М. А., Севодина Н. В. Приложения метода Мюллера и принципа аргумента к задачам на собственные значения в механике деформируемого твёрдого тела. // Вычислительная механика сплошных сред. 2014. Т. 7. № 3. С. 331-336.
  9. Доля В. К., Мараховский М. А., Панич А. А., Свирская С. Н. Моделирование пьезокомпозита для создания оптимальной конструкции гидроакустического приемника // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. № 4. С. 68-73
  10. Мараховский М. А., Панич А. А. Получение пьезокерамики системы PMN-PT методом искрового плазменного спекания // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 6. С. 242-249.