The principle of operation of a resonant SMM lies in situation when a test object 

is introduced into the evanescent field of a probe, the region of the sample interacting 
with the field becomes part of the entire resonance system, and consequently the 
parameters of the sample affect the parameters of the entire system in whole, i.e., the 
resonant frequency and quality factor. Thus, from the shift of the resonant frequency 
and Q-factor, one can judge the qualitative and quantitative character of the different 
electrodynamic properties of the object under study. 

To determine the quality factor, the frequency of the master microwave generator 

is usually modulated, the amplitude or power of the microwave radiation reflected from 
the resonator or the one that was transmitted through is measured, and the bandwidth 
of the resonance system ΔF is recorded at a power level of 0.5. The quality factor Q at 
the resonant frequency F can be found from the formula Q = F / ΔF. Various circuit-
making solutions are known that make it possible to obtain the value of the resonance 
frequency and Q-factor in real time during the scan of a sample. 

The physical basis of the RMT operation is the dependence of the resonant 

frequency f0 and the quality factor Q on ε and tgδ of the object material and on the 
degree of its inclusion in the electromagnetic field of the resonator [14]. 
Multiparameters is based on the interrelation of many properties of dielectric and 
semiconductor objects with the value of ε and tgδ of the material, as well as on the 
influence of various factors (for example, illumination, temperature, pressure, electric 
or magnetic fields, etc.) on the value of ε and tgδ. The magnitude of the changes in f0 
and Q under the influence of the object are the primary signals of the measurement 
information, however, additional transformations are needed to use them in the 
information system. Therefore, the sensors that are considered are designed as multi-
stage. The second stage, as a rule, is connected with the detection of microwave power 
transmitted from the microwave generator through the RMT, or reflected from it. 

Microwave resonator probes allow the formation of two fundamental signals 

called conversion characteristics. They are associated with a change in the quality 
factor and the resonance frequency of the probe when scanning an object with an 
inhomogeneous distribution of properties. 

These fundamental signals depend on the value of the resonator's own Q-factor; 

of the average value of the fundamental microwave parameters of the object (ε and tgδ) 
of the degree of interaction of the object with the field in the aperture of the probe, etc. 
[11-16]. Therefore, when forming them, it is necessary to take into account the 
electrodynamic characteristics of the probe and the range of values of ε and tgδ of an 
object. 

There are techniques that allow you to evaluate the values of the conversion 

characteristics under different parameters of the object using numerical calculations, 

- 1549 -