Miniature Meander- and Fractal-Shaped Microstrip Resonators

Abstract

Numerical calculations of the characteristics of the meander-and fractalshape (Hilbert curve) topologies of close-packed microstrip resonators are performed. The amplitude-frequency characteristics, resonance frequencies, quality factors, and geometric factors are calculated. The mechanisms of neighbouring resonator segments' interaction are found. The latter strongly affects both the resonance frequency and the quality factor. Two hightemperature superconducting fractal-shaped microstrip resonators are fabricated using thin films of YBa 2 Cu 3 O 7−δ (YBCO); the amplitude-frequency characteristics, the resonance frequencies, and the quality factor-frequency dependences are measured. Frequency dependence of a surface resistance of the YBCO film is found. The quality factors of the superconducting and copper resonators are compared, and the reasonability of the YBCO films' usage as a material for thin-film resonators' manufacturing is assessed. Îттиски доступнû непосредственно от издателя Ôотокопирование разреøено только в соответствии с лиöензией  2018 ÈÌÔ (Èнститут металлофизики им. Г. Â. Êурдюмова ÍÀÍ Óкраинû) Íапечатано в Óкраине. 1573 1574 A. A. KALENYUK and S. I. FUTIMSKY теристики, резонансні частоти та залежності добротности від частоти. Знайдено частотну залежність поверхневого опору плівки YBCO. Проведено порівняння добротностей надпровідних і мідних резонаторів та зроблено оöінку доöільности використання плівок YBCO в якості матеріялу для виготовлення резонаторів. Ключові слова: мікрохвилі, високотемпературна надпровідність, мікросмужковий резонатор, фрактал, добротність, поверхневий опір. Проведён численнûй расчёт характеристик меандровûх и фрактальнûх (кривая Гильберта) топологий плотноупакованнûх микрополосковûх резонаторов. Рассчитанû амплитудно-частотнûе характеристики, резонанснûе частотû, добротности и геометрические факторû. Íайденû механизмû взаимодействия соседних сегментов резонатора, которûе оказûвают сильное влияние на резонансную частоту и добротность. Èз тонких плёнок YBa 2 Cu 3 O 7−δ (YBCO) бûли изготовленû два вûсокотемпературнûх сверхпроводящих фрактальнûх микрополосковûх резонатора, измеренû их амплитудно-частотнûе характеристики, резонанснûе частотû и зависимости добротности от частотû. Íайдена частотная зависимость поверхностного сопротивления плёнки YBCO. Проведено сравнение добротностей сверхпроводящих и меднûх резонаторов и сделана оöенка öелесообразности использования плёнок YBCO в качестве материала для изготовления резонаторов. Ключевые слова: микроволнû, вûсокотемпературная сверхпроводимость, микрополосковûй резонатор, фрактал, добротность, поверхностное сопротивление.