bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2026-24-1-45-50bsuir-4297Research ArticleСтатьиМетодика измерения диэлектрической проницаемости материалов в СВЧ- и КВЧ-диапазонах на основе биконического резонатораMethod for Measuring the Dielectric Permittivity of Materials in the Microwave and EHF Frequencys Range Based on a Biconical ResonatorШутовичВ. А.ShutovichV.

Шутович Виктор Андреевич - асп. 

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 29 95-88-997 

Viktor Shutovich - Postgraduate 

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Tel.: +375 29 95-88-997 

shutovich321@gmail.comГусинскийА. В.GusinskiyA.

д-р техн. наук, проф., зав. каф. информационно-измерительных систем

Минск

Alexandr Gusinskiy - Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of the Department of Information and Measurement Systems

Minsk 

ТумиловичМ. В.TumilovichM.

д-р техн. наук, проф., проф. каф. электронной техники и технологии

Минск

Miroslav Tumilovich - Dr. Sci. (Tech.), Professor, Professor at the Department of Electronic Engineering and Tech­nology

Minsk 

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2026040320262414550Copyright © Шутович В.А., Гусинский А.В., Тумилович М.В., 20262026Шутович В.А., Гусинский А.В., Тумилович М.В.Shutovich V., Gusinskiy A., Tumilovich M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4297

Представлена методика измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов с использованием резонансного метода на основе биконического резонатора. Предложена усовершенствованная конструкция измерительной камеры, обеспечивающая высокую добротность и устойчивость резонансных частот. Разработан алгоритм обработки результатов, включающий идентификацию резонансных мод, вычисление параметров ε′ и ε′′, а также коррекцию погрешностей, связанных с геометрией образца и неоднородностью поля. Проведено численное моделирование в CST Microwave Studio. Полученные данные подтверждают точность и воспроизводимость предложенного резонансного метода в СВЧ-диапазоне частот.

A method for measuring the complex dielectric constant of materials using a resonant method based on a biconic resonator is presented. An improved design of the measuring chamber is proposed, which ensures high quality and stability of resonant frequencies. An algorithm for processing the results has been developed, including identification of resonant modes, calculation of the parameters ε′ and ε′′, as well as correction of errors related to sample geometry and field inhomogeneity. Numerical simulation was performed in CST Microwave Studio. The data obtained confirm the accuracy and reproducibility of the proposed resonant method in the microwave frequency range.

СВЧКВЧбиконический резонаторцилиндрический резонаторКСВдобротностьрезонансная частотаmicrowaveEHF bandbiconical resonatorcylindrical resonatorSWRquality factorresonant frequencyReferencesБелошицкий, А. П. Измерения в оптическом и микроволновом диапазонах длин волн / А. П. Белошицкий, А. В. Гусинский, А. М. Кострикин. Минск: Белор. гос. ун-т информ. и радиоэлектр., 2016. Ч. 1. Измерения в микроволновом диапазоне.Beloshitsky A. P., Gusinsky A. V., Kostrykin A. M. (2016) Measurements in the Optical and Microwave Wavelength Ranges. Part 1: Measurements in the Microwave Range: Study Guide. Minsk, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics (in Russian).Гусев, Ю. А. Основы диэлектрической спектроскопии [Электронный ресурс] / Ю. А. Гусев. Казань: Казанский гос. ун-т, 2008. Режим доступа: https://kpfu.ru/docs/F312491640/gusev_diel_spectrosc.pdf. Дата доступа: 05.10.2025.Gusev Yu. A. (2008) Fundamentals of Dielectric Spectroscopy. Kazan, Kazan State University. Available: https://kpfu.ru/docs/F312491640/gusev_diel_spectrosc.pdf (Accessed 5 October 2025) (in Russian).Простой метод определения собственных частот биконического резонатора / М. В. Андреев [и др.] // Известия вузов. Радиоэлектроника. 2017. Т. 60, № 12. С. 717–724.Andreev M. V., Drobakhin O. O., Saltykov D. Yu., Gorev N. B., Kodzhesspirova I. F. (2017) A Simple Method for Determining the Eigenfrequencies of a Biconical Resonator. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Radioelektronika. 60 (12), 717–724 (in Russian).Дробахин, О. О. Учет влияния элементов связи на резонансные явления в биконических резонаторах [Электронный ресурс] / О. О. Дробахин, П. И. Заболотный, Е. Н. Привалов // Известия вузов. Радиоэлект­ роника. 2010. Т. 53, № 7. С. 56–63. Режим доступа: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010070071. Дата доступа: 05.10.2025.Drobakhin O. O., Zabolotny P. I., Privalov E. N. (2010) Considering the Influence of Coupling Elements on Resonant Phenomena in Biconical Resonators. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Radioelektronika. 53 (7), 56–63. Available: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010070071 (Accessed 5 October 2025) (in Russian).Measurements of Permittivity, Dielectric Loss Tangent, and Resistivity of Float-Zone Silicon at Microwave Frequencies / J. Krupka [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2006. Vol. 54, No 11. P. 3995–4001.Krupka J., Breeze J., Centeno A., Alford N., Claussen T., Jensen L. (2006) Measurements of Permittivity, Dielectric Loss Tangent, and Resistivity of Float-Zone Silicon at Microwave Frequencies. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 54 (11), 3995–4001.Дробахин, О. О. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами / О. О. Дробахин, П. И. Заболотный, Е. Н. Привалов // Радиофизика и радиоастрономия. 2009. Т. 14, № 4. С. 433–441.Drobakhin O. O., Zabolotny P. I., Privalov E. N. (2009) Resonant Properties of Axially Symmetric Microwave Resonators with Conical Elements. Radiophysics and Radioastronomy. 14 (4), 433–441 (in Russian).Фомин, Д. Г. Анализ методов измерения диэлектрических свойств материалов в СВЧ диапазоне длин волн [Электронный ресурс] / Д. Г. Фомин, Н. В. Дударев, С. Н. Даровских // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 6. С. 1–12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun21/6/text.pdf. Дата доступа: 03.10.2025.Fomin D. G., Dudarev N. V., Darovskikh S. N. (2021) Analysis of Methods for Measuring Dielectric Properties of Materials in the Microwave Wavelength Range. Journal of Radio Electronics. (6), 1–12. Available: http://jre.cplire.ru/jre/jun21/6/text.pdf (Accessed 3 October 2025) (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.