їх загальні властивості. Коаксіальний хвилевід, як основна складова резонатора, може порушуватися на будь-яких частотах, починаючи з постійного струму. Нижчий тип хвилі в коаксіальної лінії - Т-хвиля, при цьому не виключається можливість існування електричних і магнітних типів хвиль [10, 12].
Одномодовий режим Т-хвилі в коаксіальному хвилеводі при заповненні діелектриком з параметрами, без втрат, забезпечується на довжинах хвиль [12]:
, (1.3)
де і - геометричні розміри коаксіального резонатора за рис. 1.4, д.
Хвильовий опір коаксіального хвилеводу без втрат для Т-хвилі при заповненні діелектриком з відносною діелектричною проникністю визначається як []:
. (1.4)
Резонансна частота четвертьволнового коаксіального резонатора для Т-хвилі дорівнює [12]:
, (1.5)
де - висота резонатора, - кількість четвертьволн уздовж резонатора.
Власна добротність четвертьволнового коаксіального резонатора без втрат на випромінювання з відкритого торця визначається виразом [12]:
, (1.6)
де - товщина скін-шару.
В [12] наводиться співвідношення, при якому теплові втрати мінімальні:
. (1.7)
У цьому випадку добротність резонатора буде максимальною.
Резонансна частота коаксіального резонатора з укорочує ємністю (рис. 1.4, е) визначається з рівняння [12]:
,
де - величина зосередженої ємності;- Швидкість світла у вільному просторі, - хвильовий опір коаксіалу.
Вищенаведені формули справедливі для коаксіального резонатора, без урахування теплових втрат в стінках і випромінювання з відкритого торця. Наявність випромінювальних втрат в реальному резонаторі, оцінка величини яких наведена в Додатку А, підводить до необхідності їх обов'язкового обліку при проведенні теоретичних досліджень.
Наведені вище (рис. 1.4, д, е) конструкції отримали подальший розвиток при використанні їх як РІП в тому чи іншому напрямку науки і техніки.
1.4 Особливості РІП, застосовуваних в мікрохвильовій мікроскопії
В даний час мікрохвильова сканирующая мікроскопія досить широко застосовується для дослідження високотемпературних надпровідників (ВТНП) [3 - 7]. Роздільна здатність МСМС для напівпровідників і діелектриків менше ніж для надпровідників [14 - 16].
Перевагою мікрохвильової мікроскопії перед тунельної та атомно-силової є можливістю проводити дослідження не тільки поверхні зразка, а й приповерхностной об'ємній області [14 - 16]. Розміри області визначаються довжиною хвилі використовуваного коливання, параметрами вимірювальної апертури і зразка. Однак сучасні наукові роботи мають експериментальний характер, без аналізу характеристик РІП та оптимізації геометрії зонда для збільшення просторового дозволу. Також в роботах по даному напрямку не приділяється належної уваги аспектам тривимірного дослідження об'єктів за допомогою МСМС.
Вимірювальні перетворювачі, застосовувані в МСМС, зважаючи на необхідність високої роздільної здатності вимірювань, відносяться до диференціальних (локальним) ВП. Блок-схема мікрохвильового мікроскопа містить вимірювальний перетворювач, досліджуваний зразок, комп'ютерну систему обробки інформації та позиціонування зразка, пристрій виводу і пристрій позиціонування зразка (рис. 1.5)...
