автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Микрополосковые СВЧ устройства на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем

На правах рукописи

Лебедева Татьяна Андреевна

МИКРОПОЛОСКОВЫЕ СВЧ УСТРОЙСТВА НА РЕЗОНАНСНЫХ ОТРЕЗКАХ ШТЫРЕВЫХ ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

Специальность: 05.12.07 "Антенны, СВЧ устройства и их технологии"

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре «Лазерные и микроволновые информационные системы» Московского государственного института электроники и математики (Технического университета)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Елизаров Андрей Альбертович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Петров Александр Сергеевич, кандидат физико-математических наук, доцент Байков Андрей Юрьевич

Ведущее предприятие - Институт проблем управления

им. В.А. Трапезникова РАН

Защита состоится «16» ноября 2006г. в 14 часов на заседании Диссертационного Совета Д.212.133.06 Московского государственного института электроники и математики по адресу: 109028, г. Москва, Большой Трехсвятительский пер., 3/12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ

Автореферат разослан «12» октября 2006г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д.212Д33.06

профессор

Грачев Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одним из перспективных направлений развития современной СВЧ-техники является создание новых малогабаритных частотно-селективных устройств и их функциональных элементов — резонаторов, фильтров, направленных ответвителей, делителей мощности, фазовращателей и многих других, разрабатываемых на отрезках полосковых, микрополосковых, щелевых, копланарных и т.п. линий передачи СВЧ-диапазона [1-3].

Применение перечисленных отрезков линий требует значительных площадей подложек для разрабатываемых устройств. Например, на частоте 10 ГТц четверть длины волны на подложке с относительной диэлектрической проницаемостью 12,9 приблизительно равна 2,5 мм. Понятно, что разместить на площади 1...10 мм2 несколько отрезков микрополосковой линии такой длины затруднительно. Поэтому, закономерен интерес к замедляющим системам (ЗС), которые позволяют повысить отношение фазовой скорости электромагнитной волны в свободном пространстве к фазовой скорости в электродинамической структуре, или, что эквивалентно, отношение длин волн в тех же средах, до нескольких десятков раз. Такое уменьшение позволяет в несколько раз сократить размеры функциональных элементов СВЧ-устройсгв и разрабатывать их малогабаритные конструкции [4].

Состояние вопроса

Исторически развитие техники и технологии передачи информации с помощью микрополосковых линий началось в конце 40-х начале 50-х гг. прошлого века. В результате работ целого ряда отечественных и зарубежных научных школ оказалось, что микрополосковые линии могут найти свою область применения, поскольку по сравнению с волноводными и коаксиальными линиями, им присущи как определенные достоинства (существенно меньшие габариты и вес, возможность с помощью единой технологии нанесения на подложки целых узлов и модулей, дешевизна изготовления и т.п.), так и недостатки (более высокие погонные потери, открытый характер линий и возможность электромагнитных связей между ними, трудности точного расчета и проектирования и др.) [1-3, 5].

Использование эффекта замедления волны, позволяющего осуществить пространственное разделение областей концентрации энергии электрического и магнитного полей, делает возможным создание малогабаритных СВЧ-устройств на основе периодических последовательных соединений отрезков линий, обладающих разными волновыми сопротивлениями и малыми потерями. Такие устройства, конструктивно выполненные в большинстве случаев на отрезках спиральных ЗС и их модификаций, можно использовать в качестве миниатюрных элементов радио- и микроволновых трактов, малогабаритных устройств электромагнитного нагрева и физиотерапии, первичных преобразователей для измерения физических величин и контроля параметров технологических процессов [6], Однако применение подобных устройств наиболее эффективно в длинноволновой части сантиметрового диапазона. На более высоких частотах использование отрезков спиральных ЗС не оправдано из-за сильной дисперсии и значительного роста реактивных потерь [7].

Проведенный анализ физических и конструктивных особенностей электродинамических структур на резонансных отрезках различных линий передачи позволяет сделать вывод о перспективности дальнейших исследований и разработки частотно-селективных СВЧ-устройств на основе микрополосковых отрезков штыревых ЗС, обладающих возможностью уменьшения геометрических размеров при заданной рабочей частоте и сохранении высокой собственной добротности.

Цель диссертации

Исследование дисперсионных свойств электромагнитных полей в микрополосковых структурах на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых ЗС для создания функциональных элементов, узлов и модулей, обеспечивающих миниатюризацию частотно-селективных устройств СВЧ-техники.

Для достижения указанной цели необходимо решение следующих

задач:

• исследование штыревых электродинамических систем с разделенными в пространстве электрическим и магнитным полями, в том числе, при близком к равномерному распределению для выбранного поля;

• реализация для выбранных типов одиночных и связанных штыревых электродинамических систем требуемых коэффициентов замедления, затухания и волновых сопротивлений;

• обеспечение условий согласования распространения медленных волн в штыревых электродинамических системах с условиями их распространения в окружающих средах при заданном распределении электромагнитного поля.

Методы исследования

Исследования проведены с помощью математических аппаратов электродинамики и теории электромагнитного поля; теории электрических цепей и сигналов; численных методов и компьютерного моделирования; изготовленных экспериментальных макетов и устройств.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректностью используемых и опубликованных математических выводов и моделей; согласованностью ряда полученных результатов с опубликованными в отечественной и зарубежной печати; результатами компьютерного моделирования, экспериментальных исследований и внедрением разработанных элементов и устройств в производство.

Научная новизна. основные научные положения и результаты

На защиту выносятся перечисленные ниже новые результаты, полученные в работе:

1. Методика расчета и компьютерного моделирования микрополосковых СВЧ-устройств на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых ЗС, основанная на комбинированном использовании приближенно-аналитических (метод много про водных линий, метод эквивалентных длинных линий) и численных (метод моментов) методов, позволяющая исследовать распределение напряженностей составляющих электромагнитных полей и дисперсионные характеристики таких систем.

2. Исследованные физические и конструктивные особенности микрополосковых СВЧ-устройств на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых ЗС, позволяющие обеспечить:

- уменьшение габаритных размеров устройств прямо пропорциональное величине коэффициента замедления;

— дополнительное увеличение коэффициента замедления за счет использования емкостных связок при противофазном возбуждении копланарных штыревых гребенок.

3. Результаты экспериментальных исследований микрополосковых СВЧ-устройств на отрезках одиночных и связанных штыревых ЗС, подтверждающие результаты аналитического и численного моделирования;

- фильтра низких частот на штыревой гребенке с ломаной планкой, обеспечивающего отсутствие высших полос пропускания (затухание более 25 дБ) и максимальную крутизну АЧХ вблизи частоты отсечки (частота среза на уровне -3 дБ составляет 1,5 ГГц, а на частоте 1,55 ГГц затухание более 25 дБ);

- АЧХ-корректора на связанных штыревых гребенках для транзисторного СВЧ-усилителя, обеспечивающего монотонность характеристики с линейным участком и практически постоянным затуханием -12 дБ в диапазоне 0,3...0,6 ГГц;

— результаты численного моделирования микрополоскового резонатора на копланарных штыревых гребенках, обеспечивающего дополнительное увеличение коэффициента замедления при противофазном возбуждении за счет применения емкостных связок, позволившие использовать такую электродинамическую структуру в качестве чувствительного элемента измерительного преобразователя для измерения и контроля зазоров или толщины металлизации на диэлектрических подложках 1...40мкм при замедлениях 7... 12 на подложке размером 100x75 мм с относительной диэлектрической проницаемостью равной 5.

Указанные выше конструктивные и физические особенности микрополосковых СВЧ устройств на отрезках одиночных и связанных штыревых ЗС и подтверждающие их экспериментальные результаты позволяют использовать такие структуры в качестве частотно-селективных элементов радио- и микроволновых трактов и чувствительных элементов измерительных преобразователей.

Апробация работы

Основные теоретические и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на 8 российских и зарубежных конференциях, школах-семинарах и симпозиумах:

• Конференции молодых специалистов «Пульсар-2002», Москва, 2002. Доклад: «Разработка пассивных устройств твердотельной электроники на связанных замедляющих системах»;

• ЬУЩ Научной сессии, посвященной Дню радио, Москва, 2003. Доклад: «Компьютерное моделирование радио- и микроволновых излучателей на радиальных замедляющих системах»;

• ЬУШ Научной сессии, посвященной Дню радио, Москва, 2003. Доклад: «Пассивные устройства твердотельной СВЧ электроники на связанных замедляющих системах»;

• IV Межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине», Москва, 2003. Доклад: «Применение связанных замедляющих систем для пассивных элементов СВЧ трактов и устройств твердотельной электроники»;

• ЦХ Научной сессии, посвященной Дню радио, Москва, 2005. Доклад: «Исследование м и кро поло с ко в ы х фильтров низких частот на отрезках штыревых замедляющих систем»;

• Международной научно-практической конференции «Математика, информатика, естествознание в экономике и в обществе», Москва, 2005. Доклад: «Программный продукт для проведения лабораторных работ по расчету микрополосковых устройств СВЧ»;

• Конференции молодых специалистов «Пульсар-2005», Москва, 2005. Доклад: «Микрополосковые СВЧ устройства на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем»;.

• ЬХ1 Научной сессии, посвященной Дню радио, Москва, 2006. Доклад: «Компьютерное моделирование микрополосковых частотно-селективных устройств на отрезках штыревых замедляющих систем».

Практическая ценность и внедрение результатов

Основные результаты диссертации получены при выполнении научно-исследовательских и инициативных работ, выполненных в МИЭМ при участии автора за период 2001—2005 гг.

Научные и практические результаты работы используются в ФГУП НПП «Пульсар»; в учебном процессе МИЭМ при подготовке инженеров по специальности «Электронные приборы и устройства».

Использование результатов подтверждено соответствующими актами и заключениями.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 14 работ, включая 10 статей в российских журналах и трудах российских и международных конференций, 2 патента РФ на полезную модель, 1 свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ, 1 учебно-методическое пособие.

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложения. Общий объем диссертации составляет 128 страниц, включая 77 рисунков и 2 таблицы, библиографический список из 104 отечественных и зарубежных источников на 10 страницах, приложения с актами использования результатов на 2 страницах.

Во введении к диссертации обоснована ее актуальность, рассмотрено состояние вопроса, сформулированы цели, задачи и методы исследований, научная новизна, основные положения, выносимые на защиту, вопросы практической ценности, внедрения результатов, апробации и публикаций. Приводится краткое содержание каждой из глав.

В первой главе «Анализ методов расчета, проектирования и конструктивно-технологических особенностей микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках штыревых ЗС» проведен обзор современного состояния и перспектив применения частотно-селективных СВЧ устройств и их функциональных элементов на отрезках микрополосковых линий и ЗС. Рассмотрены физические и конструктивные

особенности таких структур, показаны возможности их дальнейшего развития. Сделан вывод об актуальности, поставленной научной задачи.

На основе выполненного обзора показано, что применение СВЧ устройств на основе использования отрезков спиральных ЗС наиболее эффективно в длинноволновой части сантиметрового диапазона. На более высоких частотах их использование затруднено из-за сильной дисперсии и значительного роста реактивных потерь. В этом случае наиболее перспективным является создание микрополосковых СВЧ устройств на основе неоднородных отрезков одиночных и связанных штыревых ЗС, отличающихся малыми габаритными размерами по сравнению с длиной волны возбуждения и высокой собственной добротностью.

Проанализированы аналитические и численные методы расчета и особенности конструктивно-технологического выполнения СВЧ устройств на неоднородных резонансных отрезках микрополосковых линий. Показано, что их выбор определяется физическими и конструктивными особенностями конкретной электродинамической структуры, представляемой в виде комбинации неоднородностей.

Во второй главе «Аналитический расчет микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках штыревых ЗС комбинированным методом многопроводных и эквивалентных длинных линий» предложен приближенно-аналитический метод расчета, являющийся комбинацией метода многопроводных линий и метода эквивалентных длинных линий.

Используемый ранее для расчета штыревых ЗС метод многопроводных линий практически не пригоден для анализа микрополосковой гребенчатой структуры, поскольку в этом случае нагрузка на концах штырей оказывается неоднозначной. Кроме того, удобный при расчетах на относительно высоких частотах, когда сдвиг фазы поля между соседними штырями достаточно велик, метод многопроводных линий оказывается слишком сложным на относительно низких частотах, когда приходится учитывать взаимное влияние большого количества штырей.

Метод эквивалентных длинных линий основан на замене реальной структуры импедансной поверхностью. Это позволяет воспользоваться вместо волновой проводимости одного штыря проводимостью в направлении

поперечной координаты, рассчитанной на единичной длине системы. Замена основана на рассмотрении картины силовых линий электрического поля в продольном сечении. При этом упрощается картина поля, что, в свою очередь, позволяет уточнить электрическую схему эквивалентной линии. Пользуясь тем, что часть силовых линий электрического поля волны заканчивается на экране, а часть возвращается на импедансную поверхность (рис. 1), эквивалентная емкость может быть представлена в виде суммы емкостей, каждая из которых обратно пропорциональна проходящим через них токам смещения.

Рис. 1. Распределение напряженности электрического поля волны в продольном сечении

штыревой гребёнки

Эквивалентная погонная индуктивность складывается из индуктивностей основания гребенки и планки, а также погонной индуктивности импедансной поверхности, образованной штырями. Нагрузка на концах штырей, соединенных основанием гребенки, предполагается близкой к нулю (равной индуктивности основания).

В результате применения такого комбинированного метода для штыревой гребенки с емкостной планкой (рис. 2) получено дисперсионное уравнение

¥~2БТ~с=0' (1)

/ ю \vptgiHk) где г - поперечная постоянная, к - волновое число, 2В= --;

2ЬТ

1Ур (4Н\

С — ——1п| —— I — коэффициенты, IV — ширина основания гребенки, равная тюТ \ IV )

ширине планки, Н — длина штырей, Ь - расстояние между гребенкой и планкой, р - ширина штырей, Т— период расположения штырей. Изначально предполагалось, что IV « Я; Ь « р,УУ.

Рис. 2. Штыревая гребенка с планкой и заменяющая ее эквивалентная длинная линия. Здесь С| и Ь| — эквивалентные погонные емкость и индуктивность гребенки, С - эквивалентная емкость между основанием гребенки и планкой, Ь - погонная индуктивность импедансной

поверхности, образованной штырями

Из полученного дисперсионного уравнения (1) видно, что на относительно низких частотах, когда 2В«Ск/т, решение уравнения имеет

следующий приближенный вид г/А и VC. Таким образом, условием относительно низких частот для рассматриваемой системы является следующее неравенство

xWptg\Hk)« AbT Inf — I. (2)

На рис. 3 приведены результаты расчёта коэффициента замедления л, полученные с помощью уравнения (1) для различных значений HßV и W/p и отношения р/Т равного 0,5. Здесь же показаны экспериментальные точки, полученные на макетах со следующими размерами: //=45 мм, fV= 10 и 5 мм, b = 0,3 мм,р = 5 мм, 7"= 10 мм.

10,00 8.00

-1

-2

с 6,00

Эксперимент 1

4.00 2.00

■X-Эксперимент 2

0

0,2 0,4 0,6 0,в Нк

Рис. 3. Расчетные и экспериментальные зависимости замедления «от параметра/Лг для штыревой гребенки с планкой. Кривая 1 - С=15, В=4^(Нк), кривая 2 - С=95, В=2щ(Нк)

Аналогичным комбинированным методом проведен расчет связанных штыревых гребенок (рис. 4), с той лишь разницей, что емкость между штырями представлена в виде двух идентичных емкостей С] и С2, разделенных индуктивностями Ь1 каждого из штырей.

Рис.4. Связанные штыревые гребенки и заменяющая их эквивалентная длинная линия

Дисперсионное уравнение рассматриваемых связанных штыревых гребенок отличается от уравнения (1) только коэффициентами В и С, приобретающими в этом случае вид:

Результаты решения уравнения (1) с учетом формул (3), полученных для коэффициентов В и С, которые считались равными 14 и 160, приведены на рис. 5 также в виде зависимостей замедления п от пропорционального

(3)

частоте параметра Нк. Здесь же приведены результаты измерений замедления волны в гребёнках, нанесённых на противоположных сторонах диэлектрической пластины. Диэлектрическая проницаемость материала пластины равна 7, Н= 48 мм, IV = 2 мм, 6 = 2 мм, р/Т= 0,75.

При расчёте значение Ь выбиралось с учётом эффективной диэлектрической проницаемости материала пластины, то есть равным 0,75.

20,00 18,00 ■ с 16,0014,00 -12,00 ■

0 0,2 0,4 0.6 0.8 ---Расчет —■—Эксперимент

Рис. 5. Расчётная зависимость замедления л от параметра Нк для связанных штыревых

гребенок

В третьей главе "Компьютерное моделирование микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых замедляющих систем" рассмотрены особенности численного моделирования электродинамических структур с помощью программы AWR Design Environment, основанной на методе моментов.

Решение электродинамической задачи в этой программе проводится для трехмерного устройства, находящегося в прямоугольном корпусе, с идеально проводящими стенками, заполненном планарными слоистыми средами (рис. 6).

z

(е-й*)

Рис. 6, Модель СВЧ-устроЙства в программе AWR в виде многослойной среды, содержащей магнитодиэлектрические и проводящие объекты

Модуль электромагнитного расчета EMSight программы AWR Design Environment разбивает структуру на базисные треугольные функции, геометрия которых согласована с узлами однородной прямоугольной сетки и позволяет получить обобщенную форму интегрального уравнения электрического поля для неизвестного тока. Используемый метод моментов, являющийся сочетанием треугольных базисных функций и метода Галеркина, преобразует интегральное уравнение в систему алгебраических .уравнений, которая решается численно. Матрица моментов формируется на основании комбинации базисных и весовых функций. Размер задачи, которая может быть решена EMSight, определяется только общим объемом физической памяти компьютера, доступной для хранения матрицы моментов.

С использованием, программы AWR Design Environment проведено моделирование фильтра низких частот (ФНЧ) на штыревой гребенке с ломаной планкой. Для электромагнитного расчета была создана структура, расположенная в двух слоях (рис. 7). Слой 1 - воздух, высотой 10 мм. Такая высота была выбрана для исключения влияния металлической крышки. Слой 2 - гетинакс толщиной 1 мм, с диэлектрической проницаемостью 5, без учета диэлектрических потерь, что позволило существенно сократить время расчета.

8иЬ»1г*1е 1пГолгвНоп

£пс£эажо

- 0>а1ес*пс Р«га>м1«* -

V* 1 ТШмв* : т I 1«* \ ШЛк | Е

^ ; | \ !

И

_1 1

ШСЕ^

J

а<цве*ам |

СвпсЫ

кек>

Рис. 7. Модель структуры ФНЧ на штыревой гребенке с ломаной планкой в программе А\У11.

Структура фильтра низких частот была расположена во втором слое. При первоначальном расчете она была разбита на 72 ячейки по вертикали и горизонтали (рис. 8). Размер ячейки получился 0,5x0,5 мм. После этого, с учетом плотности тока было проведено последующее разбиение на ячейки для расчета. В областях с высокой плотностью тока размер ячейки соответствовал заданному, в областях с низкой плотностью тока размер расчетной ячейки был больше.

Рис. 8. Топология ФНЧ и ее разбиение на ячейки для моделирования

Результаты моделирования ФНЧ на штыревой гребенке с ломаной планкой в виде зависимостей амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) от расстояния от штырей до планки и от количества согласующих штырей представлены на рис. 9, 10.

Ft*«»!** <wtd

Gnpkl

Рис. 9. АЧХФНЧ в зависимости от расстояния от РисЛо. Зависимости АЧХ ФНЧ от количества штырей до ломаной планки согласующих штырей

Далее проведено моделирование АЧХ корректора, представляющего собой две связанные штыревые гребенки, расположенные на двух сторонах платы из стеклотекстолита (рис. 11). Относительно друг друга гребенки расположены зеркально.

Рис. 11. 3D- вид АЧХ корректора на связанных штыревых гребенках

Для моделирования такой структуры в AWR Design Environment было необходимо использовать три слоя. Слой 1 представлял собой воздух (е=1) толщиной 10 мм. Слой 2 - стеклотекстолит толщиной 1 мм. В слое 2 находилась верхняя сторона платы, затем слой диэлектрика, в слое 3 - нижняя сторона платы. В качестве диэлектрического заполнения слоя 3 использовался воздух. Это было сделано, чтобы исключить влияние нижней границы

металлизации. Результаты численного моделирования представлены на рис. 12-13 в виде зависимостей АЧХ от толщины подложки и зависимостей коэффициента передачи от степени аподизации (перекрытия гребенок).

Рис. 12. Зависимости коэффициента передачи Рис. 13. Зависимости АЧХ от степени

АЧХ корректора от толщины подложки аподизации (перекрытия гребенок)

Также с помощью программы AWR Design Environment было проведено моделирование микрополоскового резонатора на копланарных штыревых гребенках с емкостными связками, который может быть использован как чувствительный элемент измерительного преобразователя для контроля зазоров или толщины металлизации на диэлектрических подложках. По результатам моделирования была создана матрица рассеяния, результаты расчета которой показаны на рис. 15. Для моделирования противофазного включения были использованы противофазные порты. При моделировании микрополоскового резонатора было проведено исследование зависимости его амплитудно-частотной характеристики от расстояния между гребенками. При проведении анализа АЧХ микрополоскового резонатора было установлено, что за счет связи между гребенками, а также использования емкостных связок возникают две характеристические частоты, положение которых зависит от расстояния между гребенками.

Спрк!

—ч ^ \ \К

\\

У \ \ N

15 И 1.Г и 1 в 2

2.1 и и

г —| м«4 ЫЯКДО ч

'—I <е*6е*кеие * ии

Рис. 15. Топология микрополос ко во го резонатора на копланарных штыревых гребенках с емкостными связками и его амплитудно-частотные характеристики

В четвертой главе "Экспериментальное исследование микрополосковых СВЧустройств на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых замедляющих систем" выполнены и проанализированы экспериментальные исследования предложенных частотно-селективных СВЧ-устройств, которые подтвердили ранее полученные теоретические зависимости.

Схема стандартной измерительной установки на основе измерителя комплексных коэффициентов передачи Р4-37, работающего в поддиапазоне 0,5... 1250 МГц, приведена на рис. 16. Макет ФНЧ на гребенке с ломаной планкой включался в схему на проход, что позволило измерить его коэффициент передачи. Измеренные значения модуля коэффициента передачи в полосе рабочих частот, находятся в пределах 0,5...1,0 дБ, а крутизна спада характеристики составляет более 20 дБ/100 МГц (рис. 17).

Бло«

измерительный

Г*н*ртер пгчйюиЙАсм чкстоты ГКЧ4

При о6р«»**т*ль

Ч*СТОТ»<

См»с*т»ль

Аттенюатор

20дБ

>

ТрОЙИИГ

нжрипльныА

Атт»ик>»тор Смсипл»

5дБ

Рис. 16. Схема экспериментальной установки на базе панорамного измерителя Р4-37

Коэффициент »тушина дБ

—у

о

расчете о эксперимент

Частот*. ГГц

Рис. 17. Внешний вид и амплитудно-частотные характеристики макета ФНЧ на штыревой

гребенке с ломаной планкой

Макет АЧХ-корректора также включался в схему на проход, с противофазной нагрузкой входа и выхода, что позволило измерить его коэффициент передачи (рис. 18), В качестве фазосдвигающей цепи использовался фазовращатель. Измеренная ширина рабочей полосы частот корректора составила 1 ГГц. Потери в полосе пропускания не более 10 дБ.

1,2- штыревые гребенки; 3, 4 - согласованные нагрузки

Рис. 18. Схема включения АЧХ корректора, и его амплитудно-частотные характеристики

Экспериментальный макет микрополоскового резонатора на связанных штыревых гребенках с емкостными связками изготовлен на основе двух пластин из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис.19). Ширина р штырей и полосок - 5 мм, период Т их расположения - 10 мм, ширина IV основания гребёнок - 5 мм, длина Н (гребешок плюс основание) — 46 мм, расстояние между гребёнками — 3 мм, длина емкостных связок — 100 мм, общая длина структуры - 75 мм, относительное значение диэлектрической проницаемости материала пластин -5.

Рис. 19. Экспериментальный макет резонатора на копланарных штыревых гребенках с

емкостными связками

Дисперсионные характеристики, измеренные на описанном макете при различных зазорах между гребёнками и полосками, представлены в виде зависимостей замедления п от параметра Нк на рис. 20. Полученные кривые характеризуют влияние емкостной связи между гребёнками на величину коэффициента замедления. Изменение зазора Ь между полосками и гребёнками от 2 мм до расстояния, превышающего сопровождается, как это видно из рис. 20, существенным уменьшением замедления.

Возможность применения рассматриваемого резонатора в качестве чувствительного элемента для измерения расстояния до металлической

поверхности, а также для измерения толщины металлизации на диэлектрической подложке, демонстрируется зависимостями замедления п от величины зазора с! между емкостными полосками и металлической пластиной, установленной параллельно гребешкам со стороны полосок (рис. 21). Расстояние между емкостными полосками и гребёнками порядка 0,2 мм.

п 10.00

9,00 - И

8.00 - *-♦-г ■к' V

7,00 • 6.00 - >*

5,00 • 4.00 ■ \ 1 1 1 1 1 1

0,15 0.2 0.3 0,4 0,5 0.6 0,7

—X—4

Рис. 20, Экспериментальные зависимости замедления п от параметра Ик при различных расстояниях Ь между гребенками и связками. Кривая 1- Ь=1 мм, кривая 2 - Ь-3 мм, кривая 3 -Ь=5 мм, кривая 4 - Ь=<х>.

Рис. 21. Экспериментальные зависимости замедления п от расстояния между металлической поверхностью и ЧЭ ¿/для 1 -го (кривая 1), 2-го (кривая 2) и 3-го (кривая 3) резонаксов.

Экспериментальные исследования влияния отношения ширины штырей Р к периоду Т показали, что при их изменении от 0,75 до 0,5 и расстоянии между противолежащими штырями 1...2 мм, изменение замедления не превышает 5.„10%. Это подтверждает хорошее соответствие результатов теории и эксперимента и указывает на возможность использования при расчётах импедансного приближения, сводящегося к замене реальных штырей импедансной поверхностью.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основным итогом диссертационной работы является решение актуальной задачи, заключающейся в разработке новых микрополосковых СВЧ устройств на основе исследования физических особенностей электродинамических структур на резонансных отрезках одиночных и связанных замедляющих систем. Особенностью работы является ее прикладная направленность, позволяющая использовать полученные теоретические и экспериментальные результаты для решения конкретных научно-практических задач. Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведен анализ современного состояния и тенденций развития микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем, включающий аналитические и численные методы расчета и проектирования, их физические и конструктивно-технологические особенности. На основе анализа установлено, что для практических конструкций микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем эффективно применение методики комбинированного использования приближенно-аналитических (метод эквивалентных длинных линий, метод многопроводных линий) и численных (метод моментов) методов, позволяющей исследовать распределение напряженностей составляющих электромагнитных полей и дисперсионные характеристики исследуемых структур.

2. Использование последовательных соединений микрополосковых отрезков одиночных и связанных штыревых замедляющих систем с последовательным изменением длины штырей позволяет обеспечить требуемое значение волновых сопротивлений в заданном диапазоне частот, а выбор величин емкостных зазоров и использование емкостных связок при противофазном возбуждении связанных систем — требуемые значения дополнительных коэффициентов замедления и затухания, что позволяет уменьшить габаритные размеры исследуемых электродинамических структур прямо пропорционально величине коэффициента замедления.

3. Использование программных продуктов моделирования микрополосковых СВЧ-устройств, в частности, программы AWR Design Environment, реализующей метод моментов, позволяет исследовать распределение напряженностей составляющих полей (в виде матриц рассеяния) в исследуемых электродинамических системах для различных режимов их возбуждения. На основе результатов моделирования уточнены аналитические расчеты для проектируемых СВЧ устройств на микрополосковых отрезках штыревых замедляющих систем.

4. Предложены, теоретически обоснованы и экспериментально исследованы микрополосковые СВЧ устройства на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых замедляющих систем. В результате экспериментальных исследований подтверждена возможность реализации с

помощью штыревых микрополосковых структур требуемых значений

коэффициентов замедления и затухания, обеспечивающие возможность их

миниатюризации и многофункционального использования.

Теоретические и экспериментальные результаты работы нашли

практическое применение при проектировании:

- фильтра низких частот на штыревой гребенке с ломаной планкой, обеспечивающего отсутствие высших полос пропускания (затухание более 25 дБ) и максимальную крутизну АЧХ вблизи частоты отсечки (частота среза на уровне -3 дБ составляет 1,5 ГГц, а на частоте 1,55 ГГц затухание более 25 дБ);

- АЧХ-корректора на связанных штыревых гребенках для транзисторного СВЧ-усилителя, обеспечивающего монотонность характеристики с линейным участком и практически постоянным затуханием -12 дБ в диапазоне 0,3... 0,6 ГГц;

- микрополоскового резонатора на копланарных штыревых гребенках, используемого в качестве чувствительного элемента измерительного преобразователя для измерения и контроля зазоров или толщины металлизации на диэлектрических подложках 1...40 мкм при замедлениях 7...12 на подложке размером 100x75 мм с относительной диэлектрической проницаемостью равной 5.

Основные публикации по материалам диссертации

1. Пчельников Ю.Н., Елизаров A.A., Лебедева Т.А., Титов А.П.

Компьютерное моделирование радио- и микроволновых излучателей на радиальных замедляющих системах. // Труды LVI1I Научной сессии, посвященной Дню радио. - Москва, 2003. Т. 2. - С.7-9.

2. Елизаров A.A., Лебедева Т.А., Титов А.П. Радиальные замедляющие системы и их применение в технике СВЧ. // Учебное пособие. — М,: МГИЭМ, 2004.-60 С.

3. Елизаров A.A., Лебедева Т.А., Титов А.П. Особенности измерений дисперсионных характеристик радиальных резонаторов на связанных спиралях Архимеда. // Измерительная техника. 2003. - № 6. - С. 64-66.

4. Елизаров A.A., Лебедева Т.А., Титов А.П.. Применение связанных замедляющих систем для пассивных элементов СВЧ трактов и устройств твердотельной электроники. // Труды IV Межвузовской научной школы молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине». - Москва, 2003.

- С. 68-72.

5. Пчельников Ю.Н., Елизаров A.A., Лебедева Т.А., Титов А.П.

Пассивные устройства твердотельной СВЧ электроники на связанных замедляющих системах. // Труды LVIII Научной сессии, посвященной Дню радио. - Москва, 2003. - Т. 2. - С.5-7.

6. Лебедева Т.А. Разработка пассивных устройств твердотельной электроники на связанных замедляющих системах. // Труды конференции молодых специалистов «Пульсар-2002». — Москва, 2002. - С.23-24.

7. Пчельников Ю.Н., Елизаров A.A., Лебедева Т.А.» Титов А.П. Исследование микрополосковых фильтров низких частот на отрезках штыревых замедляющих систем. // Труды LX Научной сессии, посвященной Дню радио. - Москва, 17-19 мая 2005. Т.2. - С.175-177.

8. Елизаров A.A., Заитов М.Р., Лебедева ТА., Кухаренко A.C., Ратаев П.Ю. Компьютерное моделирование микрополосковых частотно-селективных устройств на отрезках штыревых замедляющих систем. // Труды LXI Научной сессии, посвященной Дню радио. — Москва, 17-18 мая 2006.- С.312-314.

9. Лебедева Т.Д., Назаров И.В., Потапова Т.Л., Ковальский Д.С.

Программный продукт для проведения лабораторных работ по расчету микрополосковых устройств СВЧ, // Труды Международной научно-практической конференции «Математика, информатика, естествознание в экономике и в обществе». — Москва, 2005, — С.24-25.

10. Пчельников Ю.Н., Елизаров АЛ., Лебедева Т.А. Исследование микрополоскового чувствительного элемента на копланарных штыревых гребенках с емкостными связками. // Измерительная техника. 2005. - № 12.

- С. 50-52.

11.Патент РФ на полезную модель № 46389, МПК Н 01 Р 1/205. Микро полос ковы й фильтр низких частот на штыревой гребенке. //

Елизаров A.A., Лебедева Т.А. Приоритет от 16.12.2004. Опубл. в БИ № 18, 2005.

12. Свидетельство РФ №2005613154 об официальной регистрации программы для ЭВМ «Учебно-исследовательский комплекс «Моделирование микрополосковых устройств СВЧ»». // Ковальский Д.С., Лебедева Т.А., Назаров П.В., Потапова Т.А. Приоритет от 06.12.2005 г.

13.Лебедева Т.Л., Кухаренко A.C., Ратаев П.Ю. Микрополосковые СВЧ устройства на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем. // Конференция молодых специалистов «Пульсар-2005», С.41-42.

14. Патент РФ на полезную модель № 51292, МПК Н 01 Р 1/205. Микрополосковый амплитудно-частотный корректор на связанных штыревых гребенках // Елизаров A.A., Лебедева Т.А. Приоритет от 21.06.2005. Опубл. в БИ № 03, 2006.

Цитируемая литература

Г.Гвоздев H.H., Нефедов E.II. Объемные интегральные схемы СВЧ. - М.: Наука, 1985.

2*. Нефедов E.IL, Фналковскни Л.Т. Полосковые линии передачи (электродинамические основы автоматизированного проектирования ИС СВЧ).- М.: Наука, 1980.

3*. Неганов В.А., Нефедов E.H., Яровой Г.П. Современные методы проектирования линий передачи и резонаторов сверх- и крайневысоких частот, —М.: Педагогика-Пресс, 1998.

4*. Lee Т.Н. The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits. Iя ed. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 1998.

5*. Gupta K.C., Garg R., Bahl I., and Brahtia P. Microstriplines and Slotlines. 2nd ed. Norwood, MA: Artech House, 1996.

6. Елизаров A.A., Пчельников ЮЛI. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. - М.: Радио и связь, 2002. 7*. Елизаров A.A., Титов А.П. Современное состояние и перспективы применения радио- и микроволновых резонаторов квазистационарного типа // Метрология, 2003. - № 4. - С.34-44.

ИД №06117 от 23.10.2001

Подписано в печать 06.10.2006. Формат 60x84/16. Бумага типографская № 2. Печать - ризография. Усл. печ. л. 1,4 Тираж 100 экз. Заказ %%7*

Московский государственный институт электроники и математики 109028, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 1-3/12,

Центр оперативной полиграфии (095) 916-8844, 916-89-25

HiiLMcniie

Г.иша 1. Анализ метдов расчет, проектирования и конар\к-пшно-ie\no.ioi нческнч ocodennocieii мпкршкыосконыч СВЧ \cipoiiciis на реюнансныч офезкач ппыреиыч ЗС

1 1 Физические м конарчкшвно-течноло! мческпе особенпосш СВЧ - \crpoiicin па реюнансныч офезкач микронолосковыч линии 1 2 Основные мшы иеоднородностен в офезкач M1IJ1 I 3 Уче1 дисперсии в офезкач MIIJI 1 4 MeIоды расчет и проектирования СВЧ \cipoiiciB на реюнансныч офезкач гамс;ыиющич споем

1 -1 I Предсмвленне офезка заменяющей енаемы как комбинации неоднородное ieii

1 4 2 Расчет замедляющих спаем маодом мноюпроводныч линии

1 4.3 Расча .замелмющич спаем маодом .жвнваленшыч ,ынппы\ лIIIIмП

Выводы по иаве

Глава 2. Анлдитческии расча микронолосковыч СВЧ \аропав на реюнансныч офезкач ппыреиыч ЗС комбинированным маодом мноюпроводныч И "ЖВИВаЛСШНЫЧ „иипныч линии 2.1. Псчодиые cooiношения

2 2 Дисперсионные уравнения

2 3 Анализ нпыревой 1ребенки с емкосшои ншр\ жоп

2 4 Лпади з свя занныч ш i ыревыч i ребенок-Выводы по I lane

Г.иша 3. Компьютерное моделирование микронолосковыч СВЧ \apoiicni на реюнансныч офезкач одмночныч и связапныч ни ыревыч заме,ияюшич спаем

3 1 Компьютерное моделирование микронолосковыч СВЧ \aponan с помощью AWR Design I:n\ironment

3 1 I (Формулировка )лек1рома! нишои задачи

3 1 2 Описание моделируемой cipv ki\ры

3 1 3 Задание арукпры нроводииков

3.1 4 Pa мнение форм на ячейки

3 I 5 Формулировка меюда момешон

3 I 6 Ллтртм меюла момешон

3 1 7 Формирование ма 1ринм мометов

3.1 8 Численное решение магрицы момеитв

3 2 Моделирование филыра шпких часки на нпыревои iребенке с ломаной планкой

3 3 Моделирование ЛЧХ корректора на связанных штревых фебенках

3 4 Моделирование микрополосковою ретиатра па коплпнарных ипыревыч гребенкач с емкосшыми связками

Выводы по ыаве

Глава 4. Экснериметалыте исследование микрополосковыч СВЧ \cipoiiciB на реюнансных офежах одиночных и связанных ппыревых меняющих системах

1 1 Исследование Ф114 на нпыревои i ребенке с ломаной планкой

4 2 Исследование ЛЧХ корректора

4 3 Исследование конданарнои линии с емкосшыми связками 4 4 Исследование микрополосковою ре юна юра на копланарных штыревых 1ребенках с емкосшыми связками I 5 Оценка iioipeniiiocin экспериментальных измерении Выводы но иаве

lWlV(LlhII()Cntl> llliLUhl

Одним in нерснективпыч направлении развития современной СВЧ-течники является создание новых мадотабаритныч частошо-селекшвныч устройств и ич фупкциоиальпыч )лемешов - резонаторов, фильтров, направленныч ответвшелеи, делиiелей мощности, фазовращателей и мношч друшч, разрабатываемыч на отрезкач полоск'овыч, микроиолосковыч, щелевыч, конланарныч и i и линии передачи СВЧ-диапазона [1-3].

Применение перечпеленныч отроков липни требует зпачитедьныч площадей нолюжек ,ия рафабатываемыч устройств Например, на часюте 10 1 Гц четверть „ыины волны на подложке с относи тельной дтплекфическои проницаемостью 12,9 приблизительно равна 2,5 мм Поняшо, что {шмееппь па площади 1 . 10 мм" несколько офезков микроиолосковои линии iaKoii лшпы затруднительно Попому, закономерен пшерес к заменяющим системам (ЗС), коюрые позволяют пошлешь ошошепие фазовой скоросш )лек"троматнитноГт волны в свободном пространстве к фазовой скорости в электродинамической cipyKiype, или, чю эквивалентно, отношение ,lihh волн в 1еч же средач, до несколькич десятков раз 1акое уменьшение позволяет в несколько раз сократить размеры ф\нкииопальныч элементов СВЧ-ycipoiiciB и разрабатывать ич малогабаритные конструкции [-1]

Спсшошше допроса

Исторически развшие ючннкн и 1ечполотии передачи информации с помощью мнкронолосковыч линии началось в конце 4()-ч начале 5()-ч i прошлою века В резулыатс paooi целою ряда 01ечес1венныч и зарубежныч научныч школ оказалось, чю микроиолосковые линии мот нат'пи свою обласп» применения, поскольку но сравнению с полноводными и коаксиальными линиями, им присущи как определенные досюинства (существенно меньшие iaoapnu.i и вес, возможность с помощью единой течиолотии нанесения на по,ыожки целыч узлов и модулей, дешевизна и зютвлепня и I п.), 1пк ч недоски ки (более высокие поюнные noiepn, (нкрьпый характер линий и возможносн» злектромапппныч связей межд\ ними, ф\дносш ючною pacieia и проектирования и лр ) [1-3, 5].

Использование эффекта замедления волны, позволяющею осчпеснипь iipocipanciBennoe разделение обласюй кониенграпии энерши электрическою и мапипною полей, лелае! возможным создание малокшаршных CB4-\ciponciB на основе периодических послелова1ел1.иы\ соединений офезков линий, обладающих разными волновыми сопрошвлениями и малыми по1ерями 1акие \сфойава, коисф\ктивно выполненные в болмиинсше сл\чаев па офезках спиральных ЗС и и\ модификаций, можно использован» в качесше миннанорных злсмснюп радио- и микроволновых фактов, малоыбаришых \cipoiiciB )лектрома1 шиною tiaiрева и физиоюрапии, первичных иреобразоваюлей для измерения физических величин и кошродя парамефов ie\no;ioi пческих процессов [6] Однако применение подобных \cipoiiciB наиболее эффективно в .длинноволновой част сантмсфовою диапазона Па более высоких часкнах использование офезков спиральных ЗС не оправдано из-за сильной дисперсии и значшельною pocia реактивных ноiерь [7J

Проведенный анализ физических и консф\ктивны\ особенносюй )лектродпнамически\ сф)кт)р на резонансных офсчках различных линии передачи позволяв сделан» вывод о перспективной и дальнейших исследований и разработки часюmo-сслективных СВЧ-ларойств на основе микроиолосковых офезков нпыреиых ЗС, обладающих возможной ыо \менынения 1еоме1рических размеров при заданной рабочей частою и сохранении высокой coociвенной добропюсш

I hi ih диссертации

Исследование дисперсионных свойснз здектрома! нишмх полей в микроиолосковых стр\кт\рах на резонансных офезках одиночных и связанных ппыревых ЗС, ,ыя создания функциональных злемешов, \злов п мол\леи, ооеспечинаюшич миниаиори iniinio часюшо-селектипныч \ с фоне in СПЧчечникн

Для лоспг/кения \к<нанпои пели пеобчоднмо решение след\ющич задач в иеелелоианне штмренмч злектродннамичсскич систем е рлиелениыми и нространстне )лектрическпм и маппиным полями, и юм числе, при блтком к равномерном) распределению .тля выбранною поля, в реализация ,лля выбранных типов однночныч и сия данных нпыреиыч здектродннамичеекич ciicicm 1реб\емыч козффиииешон ммедления, «п\чанпя н волновых conpoiпилении, о обеспечение \слонпи соиасонания распространения ме.ыенных ноли н нпыреиыч )лекчролниа\1Ическпх спаемач с \слоннями ич распространения и окр\'/каю1цич срелач при заданном рленрелелении )лектрома1 шиною поля

Методы иссисдшшшш

Исслелонання пронелены с помощью млтематическнч аинарлюн электродинамики и теории элекфома1шиною ноля, ieopim электрическич пепси и сш налои, чпеленныч меюлон и компьютерною молелиронлния, ииотнленпыч экснеримешальныч макеюн и \cipoiicin jlociiuumpnncnib поучиых шиолесчши. аыаодоп и рекомендации иол1нер/Клае1ся корректностью пепольпемыч и ои\блнконанныч ма1емап1ческич ныводон н моделей; соылсоианносн.ю рялл пол}ченныч репльтатои с отбднконаинымп и отечестненнон и ;ар\бс/К>юп печапт, ре5\лылта\ш компьютерно! о молелпронанпя, жеперимешлльныч исследовании и ннелренпем рафлб01лнныч элемешов н \cipoiiciii i! ирои июле т по

II(i\'4titin паси ma, панншые научные ио.шжшши и рду.тшашы

На зашшу выщюпся перечисленные ниже новые резудыаш, iio.in чепные в paooie

I. Меюдика расчет и комиькпернот моделирования микрополосковыч СВЧ-yeipoiiciB на резонансных офезкач одиночных и связанных ппыревыч ЗС, основанная на комбинированном использовании нрпближенно-аналишческпч (меюд миоюпроводиыч линий, меюд лквиваленшыч длинных линии) и численных (меюд момешов) меюдов, позволяющая исследован» распределение напряженности соствляющич .злекдрома! нпшыч полей и дисперсионные чаракдерисшки тки\ chcicm

2 Исследованные физические и конарипивные особенносш мнк1)ополосковы\ CB4-\ciponciB на резонансных оiрезках одиночных и связанных нпыревыч ЗС, позволяющие обеспечшь

- уменьшение 1абаршны\ размеров \cipoiiciB прямо пропорциональное неличине коэффициент замещения,

- дополни 1ельиое увеличение коэффициент замещения за сче1 использования емкосшыч связок при иропшофазном возбуждении конлапарныч нпыревыч iребенок

3 Резудыаш .экспериментальных исследовании!! микрополосковыч СВЧ-уароиав па 01резка\ одиночных и связанных ппыревыч ЗС, подтер/клаюише резудьтш аналшическою и численною моделирования

- филыра низких часн)1 на нпыревои 1ребенке с ломаной нланкои, обеспечивающею oic\ icibhc высших полос пропускания (заичание более 25 дГ,) и максимальную кр\ шзну ЛЧХ вблизи части.! оiсечки (часты среза па уровне - 3 д!) соаавляе! 1,5 I I п, а на nacioie 1,55 ГГц запчапне более 25

АЧХ-коррекдора на связанных ппыревыч |ребеика\ ,ия гран зпсюрною СВЧ-усплтеля, обеспечивающею монотнносп» чараыерисшки единенным учааком и практически постянпым запчанием (- 12) д1> в диапазоне 0.3 - 0,6 ГГц, s

- реплышы численною моделирования микрополосковою резонатора на копданарных ипыревыч фебеикач, обеспечивающею дополнительное увеличение коэффициента замепения при нрошвофазном возбуждении га сче1 применения емкостных связок, позволившие использовал» шкую электродинамическую cip\ki\р\ в качестве чувствительною >лемеша измерительною преобразователя для измерения и контроля зазоров или юлщниы мсicLLiiiзаиии на диэлектрических попожках (1 -10) мкм при замеддепияч (7. 12) на подложке размером 100ч75 с относительной диэлектрической пропинаемоеibio равной 5

Указанные выше конструктивные и физические особенности микрополосковыч СВЧ устройств на отрезках одиночных и снизанных штыревых ЗС и подтверждающие их жеперимепыдьиые результаты позволяют испод I» зова тт. i акис структуры в качестве часкино-селективных элементов радио- и микроволновых трактов и чувствительных элеметпов измерительных преобразователей

А при папин штаты

Основные теоретические и практические резулыап.! диссертации докладывались и обсуждались на X российских и зарубежных конференциях, школах-семинарах и симпозиумах в Конференции молодых специалистов «11ульсар-2002», Москва, 2002. Доклад «Разработка пассивных ycipoiiciB твердотельной электроники на связанных заменяющих системах», о LVIII Научной сессии, посвященной Дню радио, Москва, 2003 /(оклад «Компьютерное моделирование радио- и микроволновых излучателей на радиальных заменяющих системах», о I.VIII Научной сессии, посвященной Дню радио, Москва, 2003 Доклад «Пассивные ycipoiiciBa твердотельной СВЧ электроники на связанных заменяющих системах», о IV Межи} зоискои наччнои школе молодых еиецм.ыисюп «Концешрированные покжп jiiepiini и космическом 1е\нике, )лекчронпке, жолопш и медицине», Москва, 2003 Доклад «Применение связанных заменяющих сиаем для пасспиныч элементов С13Ч |ракюв и \cipoi1ciв 1вердо1елыюи электроники», о LX Паччнои сессии, носиящепнои /(шо радио, Москва, 2005 /(оклад «Исследование микронолосковыч филыров низких чаек)! на офезкач ни ыревыч заменяющих ciicicm», о Мел;д\народной иаччно-праитическои конференции «Maie\ianiKa, нпформашка, еаеешознапие в экономике и в обшеаве», Москва, 2005 /(оклад «IIpoiраммныи продчкт пя проведения дабораюрных paooi но расчеи микронолосковыч \cipoiiciB СВЧ», о Конференции молодых специалисюв «11чл1.сар-2005», Москва, 2005 /(оклад- «Микроиолосковые СПЧ ч с фоне i на на резонансных офезках ппыреиыч заменяющих ciicicm», о LXI Паччнои сессии, носиящепнои /(шо радио, Москва, 2006 /(оклад «KoMiii.ioiepnoe моделирование микронолосковыч чааопю-селектииныч \ с i poiic i в па 01резках ппыреиыч заменяющих ciicicm», о

Практическая иашшсшь и шшдришш решмпшши: Основные резчлкцпы диссеркшии полччепы при выполнении наччно-исследоваюльскич н иници.пивныч paooi, выполненных в МП1ЭМ при ч части шпора за период 2001-2005 i i

Il<i\чпыс ц практические резчлы.пы paooiы иси0л1»зчю1ся и ФГУП III III «Пчльсар», вччебном процессе Ml ПЭМ при подююике инженеров по епециальноаи "Элемронные приборы и чаронаиа"

Пспользонание резчдыати иодшерлсдено соошасшчющнмп актами и заключениями

Пуб.шкаиии

Но маюрнс'ыам диссерпшии онубликонано М paooi, нключаи 10 ciaieii и российских журналах и фудах российских п международных конференции, 2 naiema РФ на полезную модель, I снпдекмьспю РФ об официальной peiHcipaiuni upoip.imm для r)BM, 1 у чебно-меюдпческое пособие

Сшруктури диссертации

Дпссермппоннаи paooia cocioiii in введения, чешрех май, заключения, библиофафпческою списка и приложении Общий объем диссеркшин cociaiunei 128 cipainm, включая 77 рисунков и 2 мблипы, библно!рафическии список in 101 01ечес1вепиы\ н зарубежных исючников на К) cipaininax, приложения с актами использования резулыатв на 2 сфанииах.

Во введении к дпссермпии обоснована ее акту<ыы№С1ь, paccMoipeno соеюяпие вопроса, сформулированы цели, задачи и меюды исследовании, научная новизна, основные положения, выносимые на запит, вопросы практической ценносш, внедрении резулыатв, апробации и публикаций Приводи гея KpaiKoe содержание каждой из мав

В персон г.шел'. «Лшит методов расчета, проектировании н коисшрукшшшо-шехио.югических особенностей мнкроно.шсковых СНЧ устройств на реишаисиых ошре пшх штыревых ЗС» проведен об юр современною еостяния и перспектив применении частто-селекшвных СВЧ \ciponciB н их функциональных злемешон на офезках микрополосковых линий и ЗС Рассмофепы физические и консфукшнные особенное!!! iaunx сфуктур, показаны нозможносш их дальнейшею разнтии. Сделан вывод об актуальное!и поемнленной научной задачи

Во второй г.шве "Лшиишический расчет микрошиосковых СНЧ устройств на реитансных Шираках штыревых ЗС комбинированным методом миогоироводиых и жвшииештшх длинных лиши" пре;иожеп прпблнжснно-апалншчсскпп метд расчет, являющимся комоинациом мсюла ммоюпроволныч линии и мсмола жвивалешныч лшппмч линии

П третьей <\тс,е "Компьютерное моде.1ировиние мипрошиосиовых СИЧ устройств ии реюшшсиых шире mux одиночных и сети и пых штыревых ншед.тющих систем" рассмотрены особенное!и численною моделирования ыекгродинамическич cipwcivp с помощью про1раммы AWR Design Environment (Microwave Office v.5 52), основанной на меюле моментов.

Ъ четвертой л шве ' Оке и ер им ennui и, по е исследование миирошиосковых СИЧ устройств ни реипшисных отреишх одиночных н свяшииых штыревых ншед.тющих систем" выполнены и нроапали шрованы жеперпмешальные исследования нредложенныч часюшо-селекшвныч CB4-\cipoiiciB, коюрые нодшердили ранее иол\чепные ieopenmecMie зависимоеш

Выводы к главе 4

1. Проведенные экспериментальные исследования макетов микрополосковых СВЧ-устройств на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых ЗС подтверждают аналитические соотношения и результаты моделирования, полученные в главах 2 и 3. Полученные характеристики и зависимости позволили найти функциональную связь между геометрическими размерами систем и коэффициентом замедления, а также показать способы управления распределением электромагнитного поля медленной волны в отрезках штыревых замедляющих систем, обеспечивающие возможность их миниатюризации и многофункционального применения.

2. Рассмотрена и обоснована возможность применения резонансных отрезков штыревых замедляющих систем в качестве селективных элементов радио- и микроволновых трактов и чувствительных элементов измерительных преобразователей. Исследована новая штыревая структура, выполненная в виде микрополоскового резонатора на копланарных гребенках с емкостными связками, которая может быть использована в качестве чувствительного элемента измерительного преобразователя для измерения и контроля зазоров или толщины металлизации на диэлектрических подложках (1.40) мкм при коэффициентах замедления (7. 12) на подложке размером 100*75 с относительной диэлектрической проницаемостью равной 5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом диссертационной работы является решение актуальной задачи, заключающейся в разработке новых микрополосковых СВЧ устройств на основе исследования физических особенностей электродинамических структур на резонансных отрезках одиночных и связанных замедляющих систем. Особенностью работы является ее прикладная направленность, позволяющая использовать полученные теоретические и экспериментальные результаты для решения конкретных научно-практических задач. Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведен анализ современного состояния и тенденций развития микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем, включающий аналитические и численные методы расчета и проектирования, их физические и конструктивно-технологические особенности. На основе анализа установлено, что для практических конструкций микрополосковых СВЧ устройств на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем эффективно применение методики комбинированного использования приближенно-аналитических (метод эквивалентных длинных линий, метод многопроводных линий) и численных (метод моментов) методов, позволяющей исследовать распределение напряженностей составляющих электромагнитных полей и дисперсионные характеристики исследуемых структур.

2. Использование последовательных соединений микрополосковых отрезков одиночных и связанных штыревых замедляющих систем с последовательным изменением длины штырей позволяет обеспечить требуемое значение волновых сопротивлений в заданном диапазоне частот, а выбор величин емкостных зазоров и использование емкостных связок при противофазном возбуждении связанных систем - требуемые значения дополнительных коэффициентов замедления и затухания, что позволяет уменьшить габаритные размеры исследуемых электродинамических структур прямо пропорционально величине коэффициента замедления.

3. Использование программных продуктов моделирования микрополосковых СВЧ-устройств, в частности, программы AWR Design Environment, реализующей метод моментов, позволяет исследовать распределение напряженностей составляющих полей (в виде матриц рассеяния) в исследуемых электродинамических системах для различных режимов их возбуждения. На основе результатов моделирования уточнены аналитические расчеты для проектируемых СВЧ устройств на микрополосковых отрезках штыревых замедляющих систем.

4. Предложены, теоретически обоснованы и экспериментально исследованы микрополосковые СВЧ устройства на резонансных отрезках одиночных и связанных штыревых замедляющих систем. В результате экспериментальных исследований подтверждена возможность реализации с помощью штыревых микрополосковых структур требуемых значений коэффициентов замедления, затухания и волновых сопротивлений, обеспечивающие возможность их миниатюризации и многофункционального использования.

Теоретические и экспериментальные результаты работы нашли практическое применение при проектировании:

- фильтра низких частот на штыревой гребенке с ломаной планкой, обеспечивающего отсутствие высших полос пропускания (затухание более 25 дБ) и максимальную крутизну АЧХ вблизи частоты отсечки (частота среза на уровне - 3 дБ составляет 1,5 ГГц, а на частоте 1,55 ГГц затухание более 25 ДБ);

- АЧХ-корректора на связанных штыревых гребенках для транзисторного СВЧ-усилителя, обеспечивающего монотонность характеристики с линейным участком и практически постоянным затуханием (- 12) дБ в диапазоне 0,3 - 0,6 ГГц;

- микрополоскового резонатора на копланарных штыревых гребенках, используемого в качестве чувствительного элемента измерительного преобразователя для измерения и контроля зазоров или толщины металлизации на диэлектрических подложках (1.40) мкм при замедлениях (7. 12) на подложке размером 100x75 с относительной диэлектрической проницаемостью равной 5.

1. Гвоздев В.И., Нефедов Е.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. - М.: Наука, 1985.

2. Нефедов Е.И., Фиалковский А.Т. Полосковые линии передачи (электродинамические основы автоматизированного проектирования ИС СВЧ).- М: Наука, 1980.

3. Неганов В.А., Нефедов Е.И., Яровой Г.П. Современные методы проектирования линий передачи и резонаторов сверх- и крайневысоких частот. -М.: Педагогика-Пресс, 1998.

4. Lee Т.Н. The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits. 1st ed. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 1998.

5. Gupta K.C., Garg R., Bahl I., and Brahtia P. Microstriplines and Slotlines. 2nd ed. Norwood, MA: Artech House, 1996.

6. Елизаров A.A., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. М.: Радио и связь, 2002.

7. Елизаров А.А., Титов А.П. Современное состояние и перспективы применения радио- и микроволновых резонаторов квазистационарного типа // Метрология, 2003. № 4. - С.34-44.

8. Lagerlof R. О. Е. End effects of half wave stripline resonators. IEEE Trans. MTT, 1973, 21, N5, p. 351-353.

9. James J. R., Ladbrocke P. H. Surface-wave phenomene associated with open-circuited temrinations. Electron. Lett., 1973, 9, N 24, p. 570-571.

10. Araki K., Koyama Т., Naito Y. Reflection problems in a ferrite stripline. -IEEE Trans. MTT, 1976, 24, N 8, p. 491-498.

11. Essayag G. Recherches us les microligne a ruban: resolution numerique de la proagation dans une ligne blindee et realisation d'une modele agrandi a dielectrique liqude. These doct. Ing Univ. Paris, 1973. 118p.

12. Costamagna E. Alcune not su di un metodo per il calcolo delle capacita di GAP nelle strutture a microscricia. Alta freq., 1974,43, N 6, p. 362-364.

13. Rahmat-Samii Y., Iton Т., Mitra R. A Spectral domain analysis for solving microstrip discontinuity problems. IEEE Trans. MTT, 1974, 22, N 4, p. 372378.

14. Gopinath A., Easter B. Moment method of calculating discontinuity inductance of microstrip right-angled bends. IEEE Trans. MTT, 1974, 22, N 10, p. 881883.

15. Mensel W., Wolf I. A method for calculating the frequency-dependent properties of microstrip discontinuities. IEEE Trans. MTT, 1977, 25, N 2, p. 107-112.

16. Silvester P., Benedek P. Microstrip discontinuity capaciatances for righ-angle bends, T-junctions, and crossings. IEEE Trans, MTT, 1973, 21, N5, p. 341346.

17. Horton R. Equivalent representation of an abrupt impedance step in microstrip line. IEEE Trans. MTT, 1973,21, N 8, p. 562-564.

18. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. Под ред. В.И. Вольмана М.: Радио и связь, 1982.

19. Хасис С.А. О влиянии формы изгиба на характеристики микрополосковых передающих линий. Научн. тр. Куйбышев, гос. пед. ин-та, 1975,154, с. 160-168.

20. Matheau J.-C. Etude et realisation de lignes non hyperfrequence. Electron, у fis. apl., 1973, 16, N2, p. 116-119.

21. Arnold R. P., Bailey W. L. Match impedancewith tapered lines. Electron. Des., 1974,22, N12, p. 136-139.

22. Thomson A. F., Gopinath A. Calculation of mocrostipdiscontinuity inductanses. IEEE Trans. MTT, 1975, 23, N 8, p. 648-655.

23. Mehran R. The frequency-dependent scattering matrix of microstrip righ-tengle bends, T-junctions and crossings. AEU, 1975, 29, N 11, S. 454-460; 1976, 30, N 2, S. 80-82.

24. Easter В. The equivalent circuit of some microstrip discontinuities. IEEE Trans. MTT, 1975,23, N 8, p. 655-660.

25. Thomson A. F., Gopinath A. Calculation of microstrip discontinuity inductances. ШЕЕ Trans. MTT, 1975, 23, N 8, p. 648-655; 1976, 24, N 3, p. 142-144.

26. Gupta, K.C., et al., Microstrip Lines and Slotlines, Dedham, Mass: Artech House, 1979.

27. Garg, R., and I.J. Bahl, Microstrip Discontinuities, Inf. J. Electronics, Vol. 45, No. 1,1978, pp. 81-87.

28. Silvester, P., and P. Benedek, Microstrip Discontinuity Capacitances for Right-Angled Bends, T-junctions and Crossings, ibid., Vol. MTT-21, May 1973, pp. 341-346. (Also correction: Vol. MTT-23, May 1975, p. 456).

29. Farrar, A., and A.T. Adams, Matrix Methods for Microstrip Three-Dimensional Problems,ibid., Vol. MTT-20, Aug. 1972, pp. 497-504.

30. Farrar, A., and A.T. Adams, Computation of Lumped Micro-strip Capacities by Matrix Methods — Rectangular Sections and End Effect, ibid., Vol. MTT-19, May 1971, pp. 495497.

31. Maeda, M., Analysis of Gap in Microstrip Transmission Lines, ibid, Vol. MTT-20, June 1972, pp. 390-396.

32. Horton R., The Electrical Characterization of a Right-Angled Bend in Microstrip Line, Vol. MTT-21, June 1973, pp. 427-429.

33. Itoh, Т., et al., A Method for Computing Edge Capacitance of Finite and Semi-Finite Microstrip Lines, ibid, Vol. MTT-20,1972, pp. 847-849.

34. Thomson, A.F., and A. Gopinath, Calculation of Microstrip Discontinuity Inductances, ibid, Vol. MTT-23, Aug. 1975, pp. 648-655.

35. Gopinath, A., et al., Equivalent Circuit Parameters of Microstrip Change in Width and Cross-Junctions, ibid, Vol. MTT-24, March 1976, pp. 142-144.

36. Napoli, L.S. and J.J. Hughes, Foreshortening of Microstrip Open Circuits on Alumina Substrates, ibid, Vol. MTT-19, June 1971, pp. 559-561.

37. Easter, В., The Equivalent Circuit of Some Microstrip Dis- V continuities, ibid, Vol. MTT-23, Aug. 1975, pp. 655-660.

38. Stephens, I.M., and B. Easter, "Resonant Techniques for Establishing the Equivalent Circuits for Small Discontinuiti es in Microstrip," Electronics Lett., Vol. 7, Sept. 23, 1971, pp. 582-584.

39. Groll, H., and W. Weidmann, "Measurement of Equivalent Circuit Elements of Microstrip Discontinuities by a Resonant Method," NTZ, Vol. 28, No. 2,1975, p. 74.

40. Wolff, I., and W. Menzel, "A Universal Method to Calculate the Dynamical Properties of Microstrip Discontinuities," in Proc. 5th Europ. Micro. Con/., (Hamburg), 1975, pp. 263-267.

41. Mehran, R., "The Frequency-Dependent Scattering Matrix of Microstrip Right-Angle Bends, T-Junctions and Crossings/' AEU, Vol. 29,1975, pp. 454-460. 40/

42. Mehran, R., "Frequency Dependent Equivalent Circuits for Microstrip Right-Angle Bends, T-Junctions and Crossings/' AEU, Vol. 30,1975, pp. 80-82.

43. Buontempo, V. and M. Reggiani, "Determinations of Transmission Line and Discontinuity Characteristics in Microwave Integrated Circuits," Rev. Tecnica Selenia, Vol. 2(2), 1995, pp. 33-52.

44. Horton R., Cshill L. W. Microstrip techniques for microwave radio. -Telecommun. J. Austral, 1973,23, N 3, p. 228-233.

45. Richigs J. G. Improved design of microsrip parallel-coupled resonator filters. -Microwave J., 1975,18, N 1, p. 22C-22D, 25.

46. Akharzad S., Rowbotham Т., Johns P. B. The design of coupled microstriplines. IEEE Trans. MTT, 1975,23, N 6, p. 486-492.

47. Vinze A. D. Practical design approach to microstrip combinetype filters. -ШЕЕ Trans. MTT, 1974,22, N12, p. 1171-1181.

48. Lammel J., Sent W. Parallelgekoppelte Resonatorfilter in Microstrip Technik. -Nachrichtentechn.- Elektron., 1974, 24, N 2, S. 56-59, B.

49. Bergandt H. G., PreglaR. Microstrip interdigital filters. AEU, 1976, 30, N 9, S. 334-337.

50. Briechle R. Kammleitungsfilter aus gekoppelten Mikrostreifenleitungen. -Frequenz, 1976, 30, N 8, S. 209-220.

51. Калинина Т. И., Василенко Е. В. Фильтры для интегральных схем СВЧ. -Обзор по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. М.: Изд-е ЦНИИ Электроника, 1979, вып. 3(612). 52 с.

52. Нефёдов Е. И., Сивов А. Н. Электродинамика периодических структур. М.: Наука, 1977.208 с.

53. Силин Р.А. Периодические волноводы. -М.: Фазис, 2002.

54. Мапорацкий Л.Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. М.: Советское радио, 1976

55. Лошаков JI.H., Пчельников Ю.Н. Теория и расчет усиления лампы с бегущей волной. М.: Советское радио, 1964.

56. Вайнштейн JI.A., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. М.: Радио и связь, 1973.

57. Елизаров А.А., Лебедева Т.А., Титов А.П. Радиальные замедляющие системы и их применение в технике СВЧ // Учебное пособие. М.: МГИЭМ, 2004.-60 С.

58. Пчельников Ю.Н., Зыкова Е.В., Иванова Н.Е. О методике определения параметров эквивалентных схем // Радиотехника и электроника. 1980. -Т.25. - № 6. - С.1231-1237.

59. Дашенков В.М. К анализу дисперсии одноступенчатых штыревых замедляющих систем //Радиотехника и электроника, 1959. Т.4. # 4. С.648-659.

60. Пчельников Ю.Н. Анализ меандр-линии на низких частотах.- Техническая электродинамика сверхвысоких частот. Изд-во СПИ, 1982. С.З-12.

61. Вайнштейн JI.A. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь, 1989.

62. Пчельников Ю.Н., Дзугаев В.К. Расчет и конструирование замедляющих систем. М.: МИЭМ, 1989

63. Пчельников Ю.Н. О замене замедляющих систем трехпроводной эквивалентной линией // Радиотехника и электроника. 1994. Т.39. # 5. С.728-734.

64. Numerical Techniques for Microwave and Millimeter wave Passive Structure. By edited Tatsuo Itoh. John Wiley&Sons.: N-Y. 1989.

65. Разевиг В.Д., Потапов Ю.В., Курушин A.A. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. М., Солон-пресс, 2003 г.

66. Марков Г.Т., Васильев Е.Н. Математические методы прикладной электродинамики. М.: Сов. Радио. 1970.

67. С. Eswarappa, W.J.R. Hoefer. "Bridging the Gap Between TLM and ГОТО." 1996 Microwave and Guided Wave Letters 6.1 (Jan. 1996 MGWL.): 4-6.

68. H. Jin, R. Vahldieck. "A Frequency Domain TLM Method." 1992 MTT-S Inter National Microwave Symposium Digest 92.2 (1992 Vol. II MWSYM.): 775778.

69. Григорьев А.Д. , Янкевич В.Б. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧ. Численные методы расчета и проектирования. М.: «Радио и связь».- 1984.

70. I.M. Yakover, Y. Pinhasi and A. Gover. "Theoretical Investigation of a Free-Electron Maser Operating with а ТЕМ Transmission Line." 1996 Transactions on Microwave Theory and Techniques 44.4 (Apr. 1996 T-MTT.): 607-613.

71. K. Guillouard, M.F. Wong, V.F. Hanna and J. Citerne. "Diakoptics Using Finite Element Analysis." 1996 MTT-S International Microwave Symposium Digest 96.1 (1996 Vol. I MWSYM.): 363-366.

72. Monk, A.D.; Rayner, M.; Olver, A.D. Modelling of electrically small antennas using FD-TD and method of moments; Antennas and Propagation, 1995. ICAP '95. Ninth International Conference on (Conf. Publ. No. 407) 4-7 Apr 1995 Page(s):76 80 vol.1

73. Li, L.-W.; Lim, C.-P.; Leong, M.-S.; Method-of-moments analysis of electrically large circular-loop antennas: nonuniform currents Microwaves, Antennas and Propagation, IEE Proceedings-Volume 146, Issue 6, Dec. 1999 Page(s):416 -420

74. Peters, M.W.; Newman, E.H.; Method of moments analysis of anisotropic artificial media composed of dielectric wire objects Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on Volume 43, Issue 9, Part 1-2, Sept. 1995 Page(s):2023 2027

75. SuYan; Zaiping Nie; A novel mixed basis functions for method of moments Microwave Conference Proceedings, 2005. APMC 2005. Asia-Pacific Conference Proceedings Volume 3, 4-7 Dec. 2005 Page(s):3 pp.

76. Theodorou, A.S.; Uzunoglu, N.K.;Transition properties of a vertical conductor connecting two microstrip lines at different planes Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on Volume 42, Issue 12, Part 1-2, Dec 1994 Page(s):2277 2284

77. Dural, G.; Aksun, M.I.; Closed-form Green's functions for general sources and stratified media Microwave Theory and Techniques, ШЕЕ Transactions on Volume 43, Issue 7, Part 1-2, July 1995 Page(s):1545 1552

78. G.W. Slade and K.J. Webb. "Computation of Characteristic Impedance for Multiple Microstrip Transmission Lines Using a Vector Finite Element Method." 1992 Transactions on Microwave Theory and Techniques 40.1 (Jan. 1992 T-MTT.): 34-40.

79. Сестрорецкий Б.В. RLC и Rr аналоги электромагнитного пространства. -В кн.: «Машинное проектирование устройств и систем СВЧ». Под ред. В.В. Никольского - М.: Изд. МИРЭА. - 1977.

80. К. Naishadham and Х.Р. Lin. "Minimization of Reflection Error Caused by Absorbing Boundary Condition in the MOM Simulation of Planar Transmission Lines." 1996 Transactions on Microwave Theory and Techniques 44.1 (Jan. 1996 T-MTT.): 41-46.

81. Yang Hao and C.J. Railton. "Analyzing electromagnetic structures with curved boundaries on MOM meshes." 1998 Transactions on Microwave Theory and Techniques 46. l(Jan. 1998 T-MTT.): 82-88.

82. Y.L. Chow and I.N. El-Behery. "A Dynamic Spatial Green's Function for Microstrip Lines." 1978 MTT-S International Microwave Symposium Digest 78.1 (1978 MWSYM.): 341-343.

83. N.K. Das and D.M. Pozar. "A Generalized Spectral-Domain Green's Function for Multilayer Dielectric Substrates with Application to Multilayer Transmission Lines." 1987 Transactions on Microwave Theory and Techniques 35.3 (Mar. 1987 T-MTT.): 326-335.

84. Гупта К., Гардж P., Чадха P. Машинное проектирование СВЧ устройств, М.: Радио и связь. 1987.

85. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А., Лебедева Т.А., Титов А.П. Исследование микрополосковых фильтров низких частот на отрезках штыревых замедляющих систем // Труды LX Научной сессии, посвященной Дню радио. Москва, 17-19 мая 2005.-Т.2.-С. 175-177.

86. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А., Лебедева Т.А., Титов А.П. Компьютерное моделирование радио- и микроволновых излучателей на радиальных замедляющих системах // Труды LVIII Научной сессии, посвященной Дню радио. Москва, 2003. - Т. 2. - С.7-9.

87. Патент РФ на полезную модель № 46389, МПК Н 01 Р 1/205. Микрополосковый фильтр низких частот на штыревой гребенке // Елизаров А.А., Лебедева Т.А. Приоритет от 16.12.2004. Опубл. в БИ № 18,2005.

88. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А., Лебедева Т.А., Титов А.П. Пассивные устройства твердотельной СВЧ электроники на связанных замедляющихсистемах // Труды LVIII Научной сессии, посвященной Дню радио. -Москва, 2003. Т. 2. - С.5-7.

89. Лебедева Т. А. Разработка пассивных устройств твердотельной электроники на связанных замедляющих системах // Труды конференции молодых специалистов «Пульсар-2002». Москва, 2002. - С.23-24.

90. Патент РФ на полезную модель № 51292, МПК Н 01 Р 1/205. Микрополосковый амплитудно-частотный корректор на связанных штыревых гребенках // Елизаров А.А., Лебедева Т.А. Приоритет от 21.06.2006. Опубл. в БИ № 03, 2006.

91. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А., Лебедева Т.А. Исследование микрополоскового чувствительного элемента на копланарных штыревых гребенках с емкостными связками // Измерительная техника. 2005. № 12.-С. 50-52.

92. Измеритель комплексных коэффициентов передачи Р4-37. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЦЮ1.400.245.ТО 1991

93. Лебедева Т.А., Кухаренко А.С., Ратаев П.Ю. Микрополосковые СВЧ устройства на резонансных отрезках штыревых замедляющих систем // Конференция молодых специалистов «Пульсар-2005», С.41-42.

94. Елизаров А.А., Лебедева Т.А., Титов А.П. Особенности измерений дисперсионных характеристик радиальных резонаторов на связанных спиралях Архимеда//Измерительная техника. 2003. № 6. - С. 64-66.

95. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента М.: Мир, 1981.

96. Дэниел К. Применение статистики в промышленном эксперименте М.: Мир, 1979.