автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Новые технологичные СВЧ устройства для перестраиваемых мощных плотноупакованных СВЧ схем и настроечные корпуса для них

На правах рукописи

ОВЕЧКИН Роман Михайлович

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧНЫЕ СВЧ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ МОЩНЫХ ПЛОТНОУПАКОВАННЫХ СВЧ СХЕМ И НАСТРОЕЧНЫЕ КОРПУСА ДЛЯ НИХ

Специальность 05.12.07 "Антенны, СВЧ устройства и их технологии"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2004

Работа выполнена на кафедре "Конструирование и производство микроэлектронной аппаратуры" Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Кузнецов Дмитрий Игоревич

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Насыров Ильгиз Кутдусович

доктор технических наук, профессор Даутов Осман Шакирович

кандидат технических наук, Муллагалеев Альтаф Муллагалеевич

Ведущая организация: ФГУП "ФНПЦ "Радиоэлектроника"

им. В.И. Шимко"

Защита состоится б?ЛТ& 2004 г. в 1Т час. мин.

на заседании диссертационного совета Д 212.079.04 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420111, г.Казань, ул.К.Маркса 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

В.А.Козлов.

2005-4 11956

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время информационные технологии все шире охватывают различные сферы деятельности. Увеличивается потребность широкополосного доступа к необходимой информации в любой временной промежуток, вне зависимости от положения получателя информации в пространстве. Этими свойствами обладает, в частности, канал передачи СВЧ диапазона.

Современные мобильные системы связи охватывают как густонаселенные территории, так и территории с малой численностью населения. Однако остается высокой потребность создания временных полевых информационных сетей в малонаселенных районах с возможностью передачи видеоинформации в пункты их сбора. Особенно это важно для предприятий, ведущих поисковые работы, организующих добычу природных ресурсов. Передача видеоряда необходима как для наблюдения работоспособности и обстановки на стационарном оборудовании, работающем в автономном режиме, так и для мобильных подвижных систем для оценки обстановки и увеличения скорости обработки собранной информации. Необходимо отметить целесообразность установки данных систем на подвижные объекты для организации связи в условия невозможности функционирования обычных телекоммуникационных сетей.

Одним из возможных вариантов построения такой подвижной полевой телекоммуникационной сети является вариант представленный на рис. 1. Для сбора и передачи информации используются подвижные объекты 1 и 2, информация передается на подвижную базовую станцию - ретранслятор 3, откуда информация через ретранслятор 4 передается в пункт сбора и анализа информации 5. Причем подвижные объекты 2 могут ретранслировать сигналы других подвижных объектов -1 на подвижную базовую станцию - ретранслятор 3.

Рис. 1. Организация временной полевой телекоммуникационной сети Только СВЧ диапазон обеспечивает возможность передачи большого потока информации, обрабатываемого информационной системой для идентификации наблюдаемых объектов, позиционирования на местности, постановки задачи и накопления видеоинформации для отчета о качестве ее выполнения.

Наибольшую сложность вызывает создание приемопередающих комплектов абонентского оборудования для размещения на подвижных средствах, используемых для сбора и передачи информации 1 и 2, так как они должны в первую очередь выполнять

Щ|яэвые станции ретранслято-

задачи своего непосредственного н ры могут размещаться на специализирован

С.Пете|

ш

09 Л0

оторых в настоящее время

имеется достаточное количество модификаций. Оборудование, размещаемое же на подвижных объектах 1 и 2 должно удовлетворять следующим требованиям: должно быть экономичным и технологичным; обладать малой массой и объемом; иметь высокую стойкость к повышенным температурам и их перепадам; предоставлять возможность настройки и ремонта в полевых условиях. Отечественные технологии в настоящее время не позволяют реализовать эти решения в носимом (ранцевом) варианте и единственный выход - размещение систем на технике.

Особую сложность вызывает создание и размещение высокочастотных блоков приемопередающего тракта телекоммуникационной аппаратуры, так как именно эти блоки имеют наибольшее энергопотребление, и естественно именно в этих блоках выделяется наибольшее количество тепла и именно они наиболее подвержены факторам, влияющим на расстройку системы.

В СВЧ блоках предпочтительно применять адаптивные фильтрующие СВЧ элементы, позволяющие оперативно перестраиваться по частоте и амплитуде, диссипативные элементы, позволяющие работать в жестком импульсном режиме, и конструктивные решения корпусов ИС СВЧ, позволяющие в полевых условиях производить подстройку параметров системы, ушедших от номинала, вследствие воздействия различных внешних дестабилизирующих факторов (повышенной температуры и ее частых перепадов, вибрации, повышенной запыленности и др.), обусловленных работой техники в полевых условиях.

Новая область применения такой СВЧ аппаратуры вызывает новые спектры задач, не всегда совпадающие с классическими задачами СВЧ техники, поэтому направление научных работ, посвященное разработке ИС и ГИС СВЧ для установки на передвижной технике является актуальной задачей.

Цель работы и задачи исследования Целью работы является разработка новых технологичных устройств для перестраиваемых СВЧ схем высокой степени интеграции для телекоммуникационных систем, работающих с сигналами повышенной мощности, а 1акже корпусов СВЧ микроблоков, позволяющих осуществлять настройку параметров в процессе эксплуатации.

Для дост ижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработка малогабаритных перестраиваемых СВЧ фильтров;

- создание диссипативных элементов для ИС и ГИС СВЧ с возможностью распределения теплового поля по двум координатам и минимизации перегрева из-за влияния краевого эффект а;

- разработка эффективного метода компенсации влияния корпуса сложной конфи-|урации ИС СВЧ на параметры элементов схемы;

- разработка способа настройки и конструкций корпусов ИС СВЧ, позволяющих осуществлять настройку параметров элементов СВЧ схемы (без разгерметизации) в полевых условиях.

Основные методы исследования. При решении поставленных задач использовался математический аппарат теории матриц, дифференциального и интегрального исчислений, метод конечных разностей, математическая статистика, а также экспериментальные исследования разработанных СВЧ устройств, их моделирование с использованием САПР СВЧ Microwave Office и ПАРУС.

Научная ценность и новизна работы заключаются в следующем:

I. Предложено использование эффекта паразитного резонанса в связанных шлейф-ны\ конструкциях для создадия новых.налентночистых перестраиваемых СВЧ фильтров

2. Разработан способ перераспределения по двум координатам локальных максимумов перегрева диссипативных СВЧ элементов в сторону наиболее оптимальных тепловых стоков. На основе данного способа разработаны новые конструкции полосковых согласованных нагрузок и аттенюаторов, защищенные двумя патентами РФ.

3. Разработана методика компенсации параметров элементов СВЧ схем при использовании корпусов сложной конфигурации, для которых эффективно добавление подстроенных элементов.

4. Разработан новый способ настройки параметров полосковых СВЧ элементов схемы без разгерметизации СВЧ микроблока, на основе данного способа разработаны новые конструкции корпусов ИС СВЧ, защищенные двумя патентами РФ.

Практическая ценность работы заключается в том, что: предложен новый способ управления амплитудой паразитного полуволнового резонанса в шлейфных конструкциях, на его основе разработаны малогабаритные шлейфные перестраиваемые СВЧ фильтры, позволяющие управлять как уровнем полосы пропускания, так и дискретно изменять рабочую частоту, позволяющие добиться экономии площади подложки в 2-3 раза; разработан новый способ распределения локальных перегревов диссипативных элементов СВЧ по двум кобр-' динатам в зависимости от расположения наиболее благоприятных тепловых стоков СВЧ платы, позволяющий исключить выход из строя мощных СВЧ нагрузок и аттенюаторов из-за выжигания участков боковой кромки резистивного слоя, что позволило уменьшить общую площадь рассеивания мощного диссипативного СВЧ элемента примерно в 2 раза; разработана новая программа для определения диапазона регулировок при реализации способа настройки параметров ИС и ГИС СВЧ без разгерметизации СВЧ блока; разработан новый способ настройки параметров ИС СВЧ в полевых условиях без разгерметизации СВЧ блока; созданы на основе разработанных алгоритмов, моделей и программ патентночистые конструкции телекоммуникационных СВЧ устройств (аттенюаторов, согласованных нагрузок, микрополосковых фильтров, СВЧ микроблоков).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции "Проектирование и эксплуатация электронных средств" (г. Казань, 2000 г.); межвузовской научно-технической конференции "Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии", (г. Вологда, 2000 г.); IV Всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии и электроника", (г. Екатеринбург, 1999 г.).

По основным результатам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ, включая 9 статей, 6 тезисов докладов на международных, всероссийских и межвузовских конференциях, кроме того, имеется 6 изобретений (4 патента РФ и 2 положительных решения на выдачу патента РФ).

Реализация результатов. Теоретические и практические результаты работы использованы при разработке СВЧ устройств в лаборатории микроволновых интегральных компонент и электронных модулей "МИКЭМ" г. Санкт-Петербург. Результаты исследования используются в учебном процессе Московского военного института на кафедре конструирования боевых машин и Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева на кафедре конструирования и производства микроэлектронной аппаратуры.

Структура работы. Диссертация состоит из введения. 6 глав, заключения и списка литературы. Она изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 72 рисунка,

2 таблицы и список использованных источников из 124 наименований.

Достоверность теоретических результатов обеспечивается достаточной строгостью постановки задачи и корректностью математических преобразований, а также результатами математического моделирования; достоверность практических результатов обеспечивается сравнением с данными публикаций, результатами серий тестовых экспериментов на изготовленных макетах и микроблоках СВЧ, положительными результатами патентной экспертизы.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод управления паразитным полуволновым резонансом с помощью активных СВЧ элементов и его использование для проектирования перестраиваемых по амплитуде и частоте малогабаритных СВЧ фильтров.

2. Метод распределения теплового поля диссипативных СВЧ элементов по двум координатам, позволяющий снизить их габариты, увеличить рассеиваемую мощность и исключить выжигание резистивного слоя на боковой кромке.

3. Модель, позволяющая учесть параметры элементов СВЧ схем в зависимости от конфигурации экранирующего корпуса, позволяющая учесть изменение параметров СВЧ элементов после помещения СВЧ платы в корпус на этапе их проектирования, за счет оптимального введения подстроечных элементов.

4. Метод настройки параметров элементов СВЧ схемы в процессе эксплуатации позволяет осуществлять коррекцию выходных характеристик СВЧ микроблока без его разгерметизации.

5. Математические модели элементов и устройства, разработанные на их основе:

- модель управления паразитным полуволновым резонансом, а также перестраиваемые СВЧ фильтры на ее основе;

- модель ромбовидного резистивного элемента, а также согласованные СВЧ нагрузки и аттенюаторы на ее основе;

- модель настроечного корпусного элемента, а также конструкции настраиваемых СВЧ микроблоков, разработанные на ее основе.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, определена цель и основные задачи работы.

В первой главе проведен анализ состояния и перспектив развития устройств СВЧ. Рассмотрено состояние современных САПР СВЧ; основные современные направления миниатюризации ИС и ГИС СВЧ и технологии, применяемые при их производстве; новые требования, возникающие при размещении аппаратуры связи в СВЧ диапазоне волн на передвижной технике и особенности расположения блоков аппаратуры СВЧ на мобильных объектах.

На основе данного анализа выявлена перспективность использования классических пленочных технологий при производстве ИС и ГИС СВЧ вследствие экономичности и отработанности технологического процесса.

Определены границы исследований. При конструировании СВЧ фильтров желательно создание конструкций фильтров, работающих на нескольких частотах, что позволяет получить выигрыш по занимаемой площади. Также желательно создание конструкций СВЧ фильтров с изменяемой амплитудой сигнала в рабочей полосе частот, что позволяет отказаться от дополнительной системы аттенюаторов и СВЧ переключателей.

При конструировании СВЧ нагрузок и аттенюаторов, применяемых для работы с мощными СВЧ сигналами, актуальна проблема разрушения диссипативного СВЧ элемента из-за выжигания боковой кромки резистивного материала, особенно при работе в импульсном режиме. Кроме того, желательно иметь возможность перераспределения теплового поля в зависимости от расположения тепловых стоков в конкретной конструкции корпуса СВЧ блока.

Влияние внешних дестабилизирующих факторов приводит к тому, что параметры СВЧ устройств отклоняются от номинального значения. Их настройка обычно возможна только в лабораторных условиях, так как разгерметизация СВЧ блока в полевых условиях неприемлема. Разработка способа настройки СВЧ устройств без его разгерметизации позволит на порядок сократить время настройки СВЧ устройств в процессе эксплуатации.

В конце главы проведено обоснование целей и задач работы.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей использованных при решении поставленных задач.

Разработаны:

математическая модель связанных микрополосковых СВЧ шлейфов, подключенных к одной точке, используемая для проектирования перестраиваемых шлейфных СВЧ фильтров с повышенной плотностью упаковки;

математическая модель ромбовидных резистивных элементов в полосковом СВЧ тракте, используемая для снижения габаритов и повышения рассеиваемой мощности СВЧ нагрузок и аттенюаторов;

математическая модель подстроечного элемента ИС и ГИС СВЧ диапазона на основе моделирования многослойных несимметричных полосковых линий методом конечно-разностной аппроксимации уравнения Лапласа.

Математическая модель шлейфов подключенных к одной точке, основывающаяся на матричном анализе СВЧ многополюсников, позволила получить результирующую матрицу рассеивания для случая п разомкнутых шлейфов с волновым сопротивлением Z, подключенных к линии с волновым сопротивлением

(1)

где величина отклонения электрической длины /-го шлейфа от номинальной электрической длины Численно ото выражается: где - частота сигнала в линии, - фазовая скорость распространения сигнала в линии, /- расчетная средняя

длина шлейфа, - отклонение длины шлейфа от его расчетной средней длины.

Идентичные шлейфы технологически выполнить невозможно. На практике это приводит к появлению паразитного полуволнового резонанса, что наблюдается в виде

всплесков амплитуды до 15 дБ в середине рабочей полосы СВЧ фильтра (что следует и из анализа элементов матрицы (1)). Возможность управления данным полуволновым резонансом позволяет создавать новые конструкции перестраиваемых СВЧ фильтров.

Необходимо отметить, что крутизна склонов АЧХ СВЧ фильтра выполненного на шлейфах, подключенных к одной точке выше, чем на одиночном шлейфе с эквива-лен1ным результирующим волновым сопротивлением, что позволяет конструировать СВЧ устройства с большей избирательностью. На рис. 2 показана АЧХ для двух-шлейфного фильтра с волновым сопротивлением шлейфов 2=50 Ом и длиной, различающейся друг от др>га на 6%. Шлейфы подключены к одной точке электрической линии (/о=2,35 ГГц, для поликоровой подложки с £,,/„/,=9,8 и толщиной 1 мм). Длина первою шлейфа отличается от номинальной на 3% в сторону уменьшения, а второго - на 3% в сторону увеличения. Данный вариант сравнивается с вариантом подключения к элекфической линии одиночного шлейфа с волновым сопротивлением 25 Ом, что эквивалентно подключению двух 50-омных шлейфов.

Введение сильной связи между разомкнутыми шлейфами позволяет подавить резонансные всплески АЧХ в середине рабочей полосы частот. Экспериментально определены величины оптимального сопротивления связи между двумя шлейфами, т.е. при сопротивлении связи между двумя шлейфами равному подавление паразитной полосы пропускания в середине рабочей полосы максимально при сохранении крутизны нарастания входной проводимости устройства.

Управляя величиной сопротивления связи между шлейфами возможно управлять амплитудой паразитного резонанса в многошлейфной конструкции. Данный эффект позволяет конструировать перестраиваемые СВЧ фильтры. Графическая зависимость коэффициент передачи от частоты и величины сопротивления связи Я показана на рис. 3.

5[2,1]' (дБ) о

Рис. 2. АЧХ для двух вариантов подключения шлейфов к микрополосковой линии: двух шлейфов различной длины; одиночного шлейфа

0 5 1,5 2,5 35 4 5у(ГГц)

Рис. 3. Зависимость коэффициента передачи от частоты и величины сопротивления связи:

На основе экспериментальных данных и моделирования получена эмпирическая заисимость. для частою случая подключения двух шлейфов с переменным сопро-

тивлением А" между их концами, позволяющая определить значение ¡^МЗи! в дБ на резонансной частоте.

|5г1]|у-/ = 6,81 * Х'{""21"11 м ,2) 1п(/) + 5,751п(А")-19,5 , (2)

где, А" - модуль переменного сопротивления связи кОм,/- частота в ГГц. Данная формула позволяет с достаточной для практики точностью рассчитать значение / для

диапазона сопротивления связи 0,1 к0м-20 кОм, и изменения частоты от 2 ГГц до 8 ГГц.

Г(ГПЛ

ISI2.11! <00

Рис. 4. Зависимость затухания на центральной частоте от значения переменного сопротивления связи X: расчет —I— и эксперимент - —«— для А-10 кОм; расчет

- —В— и эксперимент - —т— для А"=2 кОм; расчет--О— и эксперимент -

— для А-800 Ом; расчет -

-♦— для А'=800 Ом; расчет —О— и эксперимент --О— и эксперимент —•— для А"=200 Ом

На рис. 4 показаны значения |52||, рассчитанные при помощи формулы 2 и полученные в результате экспериментального моделирования. Видно (рис. 4), что формула 2 достаточно хорошо описывает поведение величины затухания от переменного сопротивления связи для диапазона частот от 2 до 8 ГГц.

Использование трапециидальных шлейфов, позволяет расширить рабочие частоты проектируемых фильтров. На рис. 5 показаны сравнительные характеристики фильтров, изготовленные с прямоугольными, секторными и трапециидальными шлейфами (для рабочей частоты 2,6 ГГц). ISi2.HI (дБ) о гС"*

-5

-10

-15

-20

/(ГГц)

-■й-

Рис. 5. Сравнительные хараетеристики СВЧ фильтра с прямоугольными секторными -2" и трапециидальными А шлейфами Использование трапециидальных шлейфов, позволяет в данном случае увеличить полосу заграждения фильтра в ВЧ области на 7.8 % и делает ее шире, чем у секторных шлейфов (4,7 %).

Модельромбовидного диссипативного СВЧэлемента (рис. 6). Сопротивление потерь г для ромбовидного диссипативного элемента можно рассчитать по формуле (4).

Рис. 6. Модель ромбовидного диссипативного элемента

0

(4)

где, Яп„,,(Л) и /?л/((Д) - удельное поверхностное сопротивление проводящего и рези-стивного слоев, зависящие от длины волны Л; 2„,,(/) и 2К(!) - волновые сопротивления проводящего и резистивного слоев на расстоянии I от точки Ц (см. рис. 6). Использование ромбовидных диссипативных СВЧ элементов позволяет повысить удельную рассеиваемую мощность (ВТ/см2) в импульсном режиме и, в итоге, повысить плотность упаковки СВЧ устройства.

Математическая модель подстроенного элемента. Осуществление настроечных операций СВЧ схем без разгерметизации блока, возможно путем создания выемок различной конфигурации над полосковыми СВЧ элементами рис. 7.

С физической точки зрения такой способ настройки означает изменение емкости между СВЧ-элементом и СВЧ-экраном. Это изменение выражается формулами: е„сЖ

\С, = _ , для верхней выемки;

ЛС,

/ЧУ7-/,) : /</ -/,)

(5)

, для нижнем выемки.

Рис.7 Модель настроечного элемента

Изменение волнового сопротивления в данном случае составит;

£

М=2(гПй

1 - Щ 0,28 + 1,2

, при »7/151,3;

\-ifi

0,28 +1

4

1 -1Н

0,48,

1 + -

IV

-1

Я

, при И7й>1,3.

Zo - волновое сопротивление микрополосковой линии без учета экранирующего влияния корпуса СВЧ микроблока:

Доказано, что выемка глубиной в 50% от толщины слоя диэлектрика должна по конфигурации и по площади повторять форму обычных топологических подстроечных элементов, что существенно упрощает настроечные операции.

Третья глава посвящена описанию программной реализации метода ускорения расчета многослойных несимметричных полосковых линий на основе метода конечно-разностной аппроксимации уравнения Лапласа в программе Mikropolosok, написанной автором для расчета параметров подсгроечных элементов ИС и ГИС СВЧ. В таблице 1 приведен сравнительный анализ точности расчета параметров микропопосковой линии (зависимости волнового сопротивления микрополосковой линии- Zo и эффективной диэлектрической проницаемости - от толщины подложки - диэлектричсекой проницаемости подложки - Вщ, и ширины микрополосковой линии - w) по программе Mikropolosok с входящим в пакет САПР СВЧ Microwave Office программным модулем Transmission Line Calculator.

Из таблицы 1 видно, что точности вычислений написанной программы достаточно для инженерных расчетов, к тому же данная программа позволяет рассчитать параметры подстроечных элементов новой конструкции, что практически невозможно при использовании пакетов САПР СВЧ Microwave Office и ПАРУС.

Таблица 1

Сравнительный анализ расчета параметров микрополосковой

Параметры линии W=Hmm h„~\ MM. e,,,=9 8 w=2mm Л,,,"! мм, e,n=2.3 W=1mm h„,'\ мм, я, ,-2.3 w=2MM

Расчетные значения Mic-npo-losok Transmission Line Calculate Micripo-losok Transmission Line Calculaior Micripo-tosok Transmission Line Calculator Micripo- | Transmi-losok ssion Line jCalculaioi "61.4 Г" 62,34

2„ 46,8 47,3 31,96 32,75 8804 88,63

Д7,(%) 1.05 2,4 0,67 1.5

8.М. 6,25 | 6,47 6,57 | 7,00 l,S0 | 1,81 1,86 | 1,89

0,34 0,65 0,05 0.15

Рассмотрены также основные приемы моделирования новых фильтров на связанных разомкнутых шлейфах и новых диссипативных СВЧ элементов в САПР СВЧ Microwave Office и ПАРУС.

Проведено сравнение характеристик реально изготовленных элементов СВЧ фильтра с расчетными характеристиками, полученными при моделировании данных СВЧ элементов. В качестве модельного элемента для проверки была использована топология рис. 8, а.

3 4 5

Рис. 9. АЧХ СВЧ фильтра На рис. 9 представлены графики рассчитываемых и измеренных экспериментально АЧХ разработанного узкополосного фильтра: —. - расчетная характеристика, полученная в редакторе схем, - —т/чт— расчетная характеристика, полученная в редакторе топологий, • - экспериментальная АЧХ фильтра.

Разработанаметодикарасчета новыхромбовидныхдиссипативныхэлементов в Microwave Office. Для определения адекватности моделирования по этой методике новых конструкций аттенюаторов и СВЧ нагрузок были изготовлены экспериментальные аттенюаторы на основе ромбовидного диссипативного элемента (рис. 10). На рис. 11 линией показаны результаты экспериментов, линией показана АЧХ, рассчитанная в Microwave Office, и линией показана АЧХ, рассчитанная на основе разработанной модели.

SR.UI (дЬ) а

О I 2 3 k 6 0

!!!lli!IH|jli!blll>!!lll!l!lliilimll!]l!»!ll;ill!!lill

Рис. 10. Изготовленный экспериментальный аттенюатор на основе ромбовидного поглощающего элемента

•/(ГГц)

Рис. 11. АЧХ аттенюатора на основе ромбовидного поглощающего элемента

Согласно полученным результатам (рис. 10) численные значения графиков АЧХ ромбовидного диссипативного элемента, полученного экспериментачьным моделированием, моделированием в САПР Microwave Office, и моделированием на основе метода интегрального анализа потерь в диссипативных структурах сложной формы с проводящей боковой кромкой очень близки. Увеличить точность расчетов можно за счет увеличения числа точек разбиения при моделировании (что связано с увеличением времени счета). Обнаружено, что при дискрете разбиения менее TJ3 2, увеличение точности практически не происходит.

Четвертая глава посвящена разработке новых конструкций перестраиваемых СВЧ фильтров на связанных шлейфах различной формы.

Проведен допусковый анапиз разработанных конструкций СВЧ фильтров. В результате выяснено, что изменение (например, увеличение при перетраве), одновременно уменьшает суммарную ширину полосков шлейфов на такую же величину, что в свою очередь вызывает уменьшение В итоге происходит взаимная компенсация двух противоположных факторов (уменьшение резонансной частоты за счет увеличения длины полуволнового резонатора и увеличения резонансной частоты за счет уменьшения электрической длины резонатора (связанное с Бф/,)). Это свидетельствует о высокой технологичности разработанной конструкции предложенного СВЧ-фильтра.

На рис. 12 показаны изменения АЧХ фильтра при изменении ширины зазора S; на рис.13, показаны изменения АЧХ при изменении ширины проводников w.

(5,7^0.665 мм)

На рис. 14 показано изменение АЧХ СВЧ фильтра при изменении геометрических параметров топологии фильтра при одновременном изменении w и S, что имеет место при изготовлении СВЧ платы методом травпения.

■ - характеристика фильтра при недотраве Ан> = 0 03 мм, - характеристика фильтра при недотраве Ди> =-0 03 мм

Согласно полученным результатам (рис. 14), погрешность травления не приводит к существенному изменению АЧХ СВЧ фильтра. Центральная рабочая частота практически неизменна. Наблюдаются лишь незначительные изменения величины затухания в области высоких частот, что доказывает технологичность конструкции фильтра.

Разработаны новые конструкции перестраиваемых СВЧ фильтров, один из которых представлен на рис. 15 (а - схема, б - фотография топологии, в - АЧХ при подаче различных управляющих напряжений смещения на p-i-n-диод).

Рис 15 Перестраиваемый по амплитуде СВЧ фильтр и его АЧХ (Заявка РФ №2003134098)

На рис. 16, а представлен полосно-пропускающий фильтр с дискретно изменяемой центральной рабочей частотой, на рис. 16, б - его АЧХ при различных вариантах подачи напряжения смещения на управляющие р-ьп-диоды.

№,1]кдБ) о

Рис.16. Перестраиваемый по частоте СВЧ фильтр (Заявка РФ № 2003134099) В пятой главе рассмотрены новые конструкции СВЧ нагрузок и атгенюаторов, позволяющие регулировать максимумы тепловых перегрузок по двум координатам топологии СВЧ элемента, в зависимости от расположения наиболее бла! оприятных тепловых стоков.

На рис. 17 представлены топологии новых СВЧ нагрузки и аттенюатора, защищенные патентами. Изменяя расстояния между треугольными выступами можно изменять напряженность электрического поля, тем самым появляется возможность смещения максимумов тепловых перегревов по двум координатам топологии СВЧ элемента.

Рис.17. Новые диссипативные СВЧ элементы: а, б - согласованные СВЧ нагрузки (Патент РФ №2187866), в, г - СВЧ аттенюаторы (Патент РФ №2 ] 87866) Достоинством новых СВЧ нагрузок и аттенюаторов (рис. 17) является то, что предложенные устройства изготавливаются в едином технологическом цикле с изготовлением СВЧ интегральной схемы, так как все резистивныеучааки предложенного устройства имеют одинаковое удельное поверхностное сопротивление

Достоинством представленных на рис. 17, а и в топологий является то, что в них не происходит выгорания боковой кромки резисгивного эдсмента при подаче мощных

СВЧ импульсов. Топологии на рис. 17, б и г предпочтительны для случая мощного неимпульсного СВЧ сигнала,

В шестой главе рассмотрены конструкции СВЧ корпусов с элементами настройки, позволяющие осуществлять настройку СВЧ блоков в полевых условиях. На рис.18 представлены конструкции корпусов СВЧ блоков с элементами настройки.

а) б)

Рис.18 СВЧ корпуса с элементами настройки: а - выполненный по заливочной технологии (Патент РФ №2189124); б - выполненной по наборной технологии (Патент РФ №2189124) Изменяя глубину настроечных выемок и заполняя их диэлектрическими вкладышами производится настройка параметров СВЧ схемы. На рис. 19, а представлена зависимость волнового сопротивления микрополосковой линии от глубины настроечной выемки. На рис. 19, б представлена зависимость эффективной диэлектрической проницаемости от глубины настроечной выемки.

а) б)

Рис. 19. Зависимости волнового сопротивления линии (а) и эффективной диэлектрической проницаемости (б) от глубины выемки Н и толщины подложки к Используя данные, представленные на графиках (рис. 19), можно сократить время настройки на 10-15%.

Достоинством предложенных конструкций является то, что возможна многократная подстройки СВЧ схемы без вскрытия микроблока и нарушения его герметичности. Это позволяет осуществлять подстройку СВЧ схемы, параметры которой вышли из поля допуска во время эксплуатации, не в специализированной лаборатории, а непосредственно на объекте, что на порядок сокращает время подстройки СВЧ устройств.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложен новый способ управления амплитудой паразитного полуволнового резонанса в шлейфных конструкциях, на его основе этого способа разработаны малогабаритные шлейфные перестраиваемые СВЧ фильтры, позволяющие управлять как уровнем полосы пропускания, так и дискретно изменять рабочую частоту, что, в итоге, позволяет добиться экономии площади подложки в 2-3 раза. Допусковый анализ показал высокую технологичность предложенных конструкции фильтров.

2. Разработан новый способ распределения локальных перегревов диссипатив-ных элементов СВЧ в двух координатах в зависимости от расположения наиболее благоприятных тепловых стоков СВЧ платы, позволяющий исключить выход из строя мощных СВЧ нагрузок и аттенюаторов из-за выжигания участков боковой кромки ре-зистивного слоя. Это позволяет уменьшить общую плошади рассеивания мощного дис-сипативного СВЧ элемента примерно в 1,8 - 2 раза (линейные габариты диссипативных СВЧ элементов уменьшаются на 30 %). В итоге повышается плотность интеграции СВЧ ИС на 7-10%.

3. Разработана методика эффективной компенсации влияния корпуса на параметры СВЧ схемы. Разработана новая программа для определения оптимальной конструкции, расположения и диапазона регулировки подстроечных при реализации способа настройки параметров ИС СВЧ без разгерметизации СВЧ блока. В результате чего время настроечных операций сокращается на 10-15 %.

4. Разработан способ подстройки параметров ИС СВЧ в полевых условиях без разгерметизации СВЧ блока, что позволяет в процессе эксплуатации СВЧ аппаратуры на мобильных объектах оперативно производить подстройку параметров СВЧ микроблоков, эксплуатирующихся в условиях различных внешних дестабилизирующих факторов. Это позволяет на порядок сократить время подстроечных операций на этапе эксплуатации.

Таким образом, из изложенного следует, что цель диссертационной работы, заключающаяся в разработке новых технологичных устройств для перестраиваемых СВЧ схем высокой степени интеграции для телекоммуникационных систем, работающих с сигналами повышенной мощности, а также корпусов СВЧ микроблоков, позволяющих осуществлять настройку параметров в процессе эксплуатации, достигнута.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях.

1. Патент РФ №2185010, МПК H01PI/22. Микрополосковый аттенюатор/ Кузнецов Д.И., Овечкин P.M.. Тихонов Н.Н.// Б.И. №19, 2002.

2. Патент РФ №2187866, МПК НО IP 1/26, H01Q17/00. Микрополосковая нагрузка / Кузнецов Д.И., Овечкин P.M., Протас А.С.// Б.И. №23,2002.

3. Патент РФ №2189124, МПК Н05К5/00. Сверхвысокочастотный микроблок/ Кузнецов Д.И., Насыров И.К., Овечкин P.M.// Б.И. №25, 2002.

4. Патент РФ №2189125, МПК Н05К5/00. Полосковый СВЧ микроблок/ Кузнецов Д.И., Насыров И.К., Овечкин P.M.// Б.И. №25, 2002.

5. Полож. реш. ф. № 91 ИЗ-2003 по заявке РФ № 2003134098 МПК НО1Р1/2ОЗ Микрополосковый фильтр / Овечкин Р.М и др., приор. 24.11.03.

6. Полож. реш. ф. № 91 ИЗ-2003 по заявке РФ № 2003134099 МПК Н01Р1/203 Полосковый филыр / Овечкин Р.М и др., приор. 24.11.03.

7. Овечкин P.M. Использование боковой электромагнитной связи в шлейфных СВЧ фильтрах в микрополосковом. исполнении // Проектирование и технология электронных средств. 2002. № 1. - С. 17-19.

8. Овечкин P.M. СВЧ микроблок с элементами настройки параметров СВЧ схемы // Проектирование и технология электронных средств. 2001. № 3. - С. 10-13.

9. Овечкин P.M. Способ настройки СВЧ микроблоков выполненных по заливочной технологии // Научно-практический сборник "Электронное приборостроение". Казань. 2000. Вып. 16. - С. 34-51.

10. Насыров И.К., Овечкин P.M., Кузнецов И.Д. Технологичный корпус для СВЧ микроблоков с элементами подстройки // Радиотехника. 2002. №2. - С. 93-95.

11. Кузнецов Д.И. Овечкин P.M. Алгоритм совмещения схемных и конструктивных элементов при проектировании СВЧ микроблоков // Известия вузов. - Радиоэлектроника. 2002. №2. Т.45. - С. 10-14.

12. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Разработка компактных и технологичных мик-рополосковых фильтров для ГИС СВЧ // Науч. практ. сб. "Электронное приборостроение". Казань, 1999. Вып. 11. - С. 84-87.

13. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Гребенчатые конденсаторы с новой топологией для ГИС СВЧ // Науч. практ. сб. "Электронное приборостроение". Казань, 2000. Вып. 14.-С. 39-45.

14. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Микрополосковые аттенюаторы для ГИС СВЧ с улучшенной топологией // Науч. практ. сб. "Электронное приборостроение". Казань, 2000. Вып. 15.-С. 50-55.

15. Саттаров И.К., Ермолаев Ю.П., Овечкин P.M., Ефимов A.M. Особенности проектирования прецизионных дискретно подгоняемых пленочных резисторов // Науч. практ. сб. "Электронное приборостроение" Казань, 2001. Вып. 19, - С.66-81.

16. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Компактный микрополосковый фильтр для ГИС СВЧ // Информационные технологии и электроника: Тез. докл. IV Всероссийской науч.-техн. конф. Екатеринбург, 1999. - С.67.

17. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Экономичный пластиковый корпус для СВЧ микроблоков // Информационные технологии и электроника: Тез. докл. IV Всероссийской науч.-техн. коиф. Екатеринбург, 1999. - С.89.

18. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Автоматизация проектирования полосковых СВЧ фильтров с применением ППП "ПАРУС // Проектирование и эксплуатация электронных средств: Тез. докл. Международной науч.-техн. конф. Казань, 2000. - С. 55-56.

19. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Проектирование гребенчатых конденсаторов оригинальной топологии для ГИС СВЧ // Проектирование и эксплуатация электронных средств: Тез. докл. Международной науч.-техн. конф. Казань, 2000. - С. 59-61.

20. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Расчет сложных СВЧ устройств в совместном использовании пакетов прикладных программ "ПАРУС" и "PSP1CE" // Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: Тез. докл. межвузовской науч.-техн. конф. Вологда, 2000. - С. 137.

21. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Использование пакета прикладных программ "ПАРУС" для проектирования компактных полосковых СВЧ фильтров // Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: Тез. докл. межвузовской науч.-техн. конф. Вологда. 2000. - С. 18.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ.л.1.0. Усл. печ.л.0,93. Усл. кр.-отт. 0,98. Уч. -изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ Д149.

Типография Издательства Казанского государственного технического университета 420111, Казань, ул. К.Маркса, 10

04-15137

РНБ Русский фонд

2005-4 11956

Введение.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

МИНИАТЮРИЗАЦИИ ГИС СВЧ ДИАПАЗОНА.

1.1. Особенности размещения блоков аппаратуры СВЧ на мобильных объектах.

1.2. Особенности массогабаритной реализации аппаратуры СВЧ на мобильных объектах специального назначения.

1.3. Дополнительные требования к СВЧ аппаратуре, размещаемой на подвижных объектах специального назначения.

1.4. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ И СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ ГИС СВЧ.

1.5. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ СОВРЕМЕННЫХ КОМПАКТНЫХ СВЧ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.5.1. СОЗДАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ СВЧ ФИЛЬТРОВ НА ОСНОВЕ ЭЛЕМЕНТОВ ОБЪЕМНЫХ СВЧ СХЕМ.

1.5.2. Создание конструкций СВЧ фильтров на основе элементов копланарных линий.

1.5.3. Создание конструкций СВЧ фильтров на основе элементов микрополосковых линий.

1.5.4. Создание конструкций адаптивных СВЧ фильтров.

1.6. Анализ состояния проектирования конструкций современных диссипативных элементов ГИС СВЧ диапазона для телекоммуникационных систем.

1.7. Анализ состояния проектирования конструкций корпусов ГИС СВЧ диапазона.

1.8. Постановка цели и задачи исследования.

Глава 2. АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТА И МОДЕЛИ СВЧ

УСТРОЙСТВ.

2.1. Математическая модель элемента шлейфного фильтра со связанными шлейфами неравной длины.

2.2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИССИПАТИВНОГО СВЧ ЭЛЕМЕНТА С ПРОВОДЯЩЕЙ БОКОВОЙ КРОМКОЙ.

2.2.1. Математическая модель расчета потерь в ромбовидной диссипативной СВЧ структуре.

2.2.2. Тепловой расчет пленочных резистивных структур в ГИС СВЧ.

2.3. Математическая модель корпуса ГИС СВЧ, выполняемого по заливочной технологии.

2.3.1. Конструкция СВЧ микроблока.

2.3.2. Моделирование многослойных несимметричных полосковых линий на основе метода конечно-разностной аппроксимации уравнения Лапласа.

2.3.3. Определение параметров полосковой линии по ее погонной емкости.

2.3.4. Определение погонной емкости линии по восстановленному электрическому полю.

Глава 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЭВМ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАЗРАБОТАННЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ.

3.1. Использование пакета САПР СВЧ MICROWAVE OFFICE для проектирования узкополосных СВЧ фильтров на связанных шлейфах.

3.2. Использование пакета САПР СВЧ MICROWAVE OFFICE для проектирования новых конструкций СВЧ нагрузок и аттенюаторов.

3.3. Описание программы определения параметров микрополосковой линии при многослойном заполнении диэлектрика.

3.3.1. Методы, ускоряющие решение систем из конечно-разностных уравнений.

3.3.2. Алгоритмическая реализация программы Micropolosok.

3.3.3. Среда программирования.

3.3.4. Описание интерфейса программы Micropolosok.

Глава 4. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ СВЧ ФИЛЬТРОВ НА СВЯЗАННЫХ ШЛЕЙФНЫХ РЕЗОНАТОРАХ.

4.1. Технологичный элемент СВЧ фильтра на связанных четвертьволновых резонаторах.

4.1.1. Допусковый анализ элемента СВЧ фильтра на связанных четвертьволновых резонаторах.

4.2. СВЧ ФИЛЬТР НА ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫХ РЕЗОНАТОРАХ С РЕЗИСТИВНОЙ СВЯЗЬЮ.

4.2.1. ПРИМЕР ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВЧ ФИЛЬТРА НА

СВЯЗАННЫХ ШЛЕЙФНЫХ РЕЗОНАТОРАХ.

4.3. Новый полосно-пропускающий фильтр с узкой полосой пропускания и регулируемым ее уровнем.

4.4. Новый полосно-пропускающий фильтр с узкой полосой пропускания и изменяемой центральной частотой.

Глава 5. КОНСТРУКЦИИ НОВЫХ КОМПАКТНЫХ МИКРОПОЛОСКОВЫХ АТТЕНЮАТОРОВ И СОГЛАСОВАННЫХ НАГРУЗОК С ВАРЬИРУЕМЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ РАССЕИВАЕМОЙ МОЩНОСТИ.

5.1. Допусковый анализ конструкции ромбовидного диссипативного СВЧ элемента с проводящей боковой кромкой.

5.2. КОНСТРУКЦИЯ ДИССИПАТИВНОГО СВЧ ЭЛЕМЕНТА С ПРОВОДНИКОМ В ВИДЕ МЕАНДРА.

5.3. НОВЫЕ КОМПАКТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СОГЛАСОВАННЫХ НАГРУЗОК И АТТЕНЮАТОРОВ С ВАРЬИРУЕМЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ РАССЕИВАЕМОЙ МОЩНОСТИ.

Глава 6. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСОВ ГИС СВЧ С ЭЛЕМЕНТАМИ ПОДСТРОЙКИ.

6.1. Корпуса ГИС СВЧ.

6.2. Новая конструкция корпуса для ГИС СВЧ с элементами настройки параметров СВЧ схемы.

6.3. Новый вариант конструкции компактного трансформируемого корпуса для ГИС СВЧ.

Актуальность.

Развитие систем обработки информации в современных условиях сохраняет прежние тенденции. Первая из них заключается в постоянном увеличении объема обрабатываемой информации (в основном за счет графики, видеоизображения и звука). Вторая заключается в обеспечении возможности быстрого доступа к ней (например, для получения высококачественного видео в режиме реального времени) в любой момент времени и из любой точки пространства [46, 53].

Разрозненные информационные системы постепенно объединяются в единую мировую информационную сеть, примером которой может служить сеть Интернет. Доступ к ней может осуществляться посредством систем мобильной связи. Однако данные технологии окупаются только при наличии достаточного количества пользователей, нуждающихся в услугах доступа к единым информационным ресурсам [84, 92]. Поэтому современные мобильные системы связи охватывают в основном густонаселенные территории. Однако, высока потребность в создании временных полевых информационных сетей с возможностью передачи видеоинформации в пункты их сбора. В основном она нужна предприятиям, ведущим поисковые работы, или организующим добычу природных ресурсов. Чаще им приходится действовать на территориях с малой численностью населения.

Передача видеоинформации необходима для наблюдения за стационарным оборудованием, работающем в автономном режиме. Важен контроль, как за работоспособностью оборудования, так и за обстановкой на прилегающей территории. Особенно это важно для мобильных подвижных систем, где кроме оценки обстановки необходимо и увеличение скорости обработки собранной информации. Необходимо отметить целесообразность установки подобных систем на подвижные объекты специального назначения. Они могут обеспечивать организацию связи в условия невозможности функционирования обычных телекоммуникационных сетей [10, 50, 47, 51, 48,49].

Одним из возможных вариантов построения такой подвижной полевой телекоммуникационной сети является вариант, представленный на рис.!. В этом варианте для сбора и передачи информации используются подвижные объекты 1 и 2, информация с которых передается на подвижную базовую станцию - ретранслятор 3, откуда информация через ретранслятор 4 передается в пункт сбора и анализа информации 5. Причем подвижные объекты 2 могут ретранслировать сигналы других подвижных объектов -1 на подвижную базовую станцию - ретранслятор 3. [47, 49]

Необходимо отметить, что данные полевые телекоммуникационные системы должны строиться исключительно на отечественных разработках, вследствие того, что они в первую очередь обязаны сохранять возможность функционирования в условиях неработоспособности телекоммуникационных систем общего пользования, вызванной различными дестабилизирующими факторами [50, 51, 48].

Как пример, можно привести США, где создана мощная телекоммуникационная сеть, в которую сегодня наряду с системами связи специального (правительственными, дипломатическими, разведывательными, военными) и общего (телефонными, пейджинговыми, транковыми, кабельными, спутниковыми и др.) пользования входят ресурсы системы Интернет. Не исключена вероятность того, что эта сеть в одно мгновение может превратиться в разрозненный набор непригодного периферийного оборудования в результате стихийного бедствия, аварии или других чрезвычайных обстоятельств. [47, 51].

Именно легкая уязвимость "гражданских" линий связи, заставляет различные правительственные службы организовывать свои выделенные системы связи, с возможностью их интеграции между собой и обеспечением доступа к "гражданским" информационным ресурсам. По данным материалов [47] для управления войсками в ходе операции союзных войск в Ираке военным ведомством США использовалось около 95% гражданских линий связи, включая использование сети Интернет и спутников связи Интелсат. Именно эта "ахиллесова пята " побуждает военное ведомство США разворачивать работы по развертыванию своего армейского тактического Интранета по программе WIN-T. В ходе реализации этой программы все тактические единицы армии США, вплоть до отдельного солдата будут объединены в единую ранжированную сеть. Американские солдаты получат не только новую экипировку со шлемом-дисплеем, компьютером, радиостанцией, датчиком космической системы навигации и автоматической винтовкой, позволяющей с помощью специального прицела-перископа стрелять из-за укрытия, в том числе ночью или в тумане, но и уникальный доступ к информационным системам планирования и ведения боевых действий. Подсистема личной связи сопряжена с портативным компьютером и индивидуальным датчиком глобальной навигационной системы GPS. Она должна максимально облегчить солдату в бою все его действия, связанные с ориентированием на местности, оценкой обстановки, ведением переговоров в звене отделение-взвод, передачей и получением видео изображений, опознаванием целей, ведением химической разведки, обнаружением мин и другими задачами. Естественно, что оснащение механизированных мобильных тактических единиц является более сложным. Их задачи по сбору, передаче и ретрансляции информации как в центры обработки и анализа с места ведения боевых действий, так и в обратном направлении гораздо обширнее [47].

В январе — феврале 2001 г. в шт. Калифорния были проведены первые полевые учения в ротном звене с использованием прототипа нового комплекта снаряжения пехотинца. В ходе учений за счет использования нового снаряжения условные потери противника возросли с 55% до 100%, а собственные потери снизились с 28% до 17%. По отзывам солдат, снаряжение их вполне устраивает. Все электронные компоненты безотказно работали даже в воде. Каждый боец точно знал расположение своих "товарищей" и всегда мог выйти на связь. Оборудование поддержки связи разрабатывается фирмой Motorola, работает в СВЧ диапазоне, обеспечивая прием и передачу не только голосовой информации, но также визуальной и цифровых данных в режиме засекречивания на расстоянии до 5 км с автоматическим поиском ретрансляторов установленных на механизированных наземных или воздушных объектах. По мнению военных специалистов, такая система должна полностью исключить потери за счет "огня по своим", которые имели место в ходе недавней операции союзных сил в Персидском заливе [47].

Надо отметить, что в США уделяется большое внимание конверсионному направлению. В будущем предполагается опробовать на практике Пентагоновские технологии в Министерстве Внутренней Безопасности - (Department of Homeland Security) - некоего аналога нашего Российского МЧС. Например, предполагается разработать комплект снаряжения спасателя, для объединения их в единую телекоммуникационную сеть, развертываемую на месте проведения спасательных операций, например, по ликвидации последствий катаклизмов, вызванных различными факторами [48].

Надо отметить, что Россия не стоит в стороне от мировых тенденций. В интервью журналу "Защита и безопасность" Министр обороны РФ Сергей Иванов сказал, что в соответствии с Государственной программой вооружения, рассчитанной на период до 2010 года, предпочтение отдается оснащению войск средствами вооруженной борьбы тактического уровня, наряду с традиционным приоритетами в перевооружении. В перспективе будет происходить переоснащение войск новыми тактическо-оперативными комплексами, будут увеличены объемы по закупке перспективной военной техники и будет осуществляться модернизация существующих образцов бронетанковой техники.

По имеющимся данным [63] наиболее динамично развивающейся структурой государственного подчинения является Министерство по чрезвычайным ситуациям. Об оснащенности его подразделений [93, 55, 63] и о проводимых операциях можно узнать из средств массовой информации.

Тактические приемы применения подразделений в нашей стране отличаются от зарубежных. Как следствие, в нашей стране имеется тенденция максимального облегчения снаряжения, и обеспечения их облегченными средствами индивидуальной связи. Поэтому телекоммуникационные системы специального назначения будут устанавливаться в основном на мобильных механизированных объектах.

К аппаратуре СВЧ диапазона, размещаемой на подвижной технике специального назначения, необходимо применять другие подходы конструирования, чем применяемые для авиационной аппаратуры и аппаратуры стационарных систем. В первую очередь, это обусловлено тем, что авиационные системы строятся как комплексы оборудования, для конкретного летательного аппарата. Этот подход применяется и при разработке конструкций стационарных систем и систем подвижных радиолокационных станций. Поэтому для подвижных систем, основной профиль которых — выполнение специализированных задач, необходимы другие подходы к конструированию аппаратуры, предназначенной в основном для модернизации данных объектов.

Во-первых, это связано с тем, что эти мобильные объекты оснащены комплексом оборудования для выполнения специализированных задач, при проектировании которого часто не заботились о возможности размещения дополнительного оборудования. Поэтому места для размещения новых дополнительных систем практически нет. Создавать заново весь комплекс оборудования подвижного объекта экономически не выгодно, поэтому единственный вариант, создание малогабаритных СВЧ систем для модернизации существующих образцов специальных машин. Причем, надо отметить, что корпуса СВЧ систем для модернизации, возможно, будут иметь сложную форму (по обводам "случайно оставленных пустот").

Во-вторых, жесткий температурный режим работы всего оборудования, размещаемого, как внутри мобильного объекта, так и на его внешних поверхностях. Это связано как с дефицитом свободного пространства внутри объекта, так и редким применением систем поддержания оптимальной рабочей температуры, опять же в связи с дефицитом свободного пространства.

В-третьих, эксплуатация систем подвижного объекта при повышенных дестабилизирующих факторах (вибрации, температура, воздействие различных бензиносодержащих и маслосодержащих жидкостей и их паров). Это приводит к уводу параметров СВЧ систем от номинального значения и требует их коррекции в процессе эксплуатации.

Таким образом, возникает противоречие: с одной стороны накоплен достаточно большой опыт проектирования СВЧ аппаратуры для авиации, СВЧ систем стационарного применения и специальных подвижных радиолокационных систем, где уже на этапе проектирования учитываются вопросы охлаждения и массогабаритных показателей каждого электронного блока. С другой стороны практически отсутствует опыт проектирования СВЧ аппаратуры для модернизации наземных подвижных объектов специального назначения. Как пример можно привести создание перестраиваемых по рабочей частоте СВЧ фильтров (используются для работы радиосистем систем в сложной радиоэфирной обстановке). Обычно они строятся на основе переключения пути следования сигнала через СВЧ фильтры с различной центральной рабочей частотой, и естественно занимают площади на СВЧ плате как несколько отдельных СВЧ фильтров. О миниатюризации здесь необходимо говорить достаточно сдержано, так как в любом случае габариты СВЧ устройств пропорциональны рабочей длине волны.

Устранение некоторой части этих противоречий и составляет проблему нашего исследования.

Поэтому направление научных работ, посвященных разработке ИС и ГИС СВЧ для установки на передвижной технике, является актуальной задачей.

Цель работы и задачи исследования. Целью работы является разработка новых технологичных устройств для перестраиваемых СВЧ схем высокой степени интеграции для телекоммуникационных подвижных систем, работающих с сигналами повышенной мощности, а также корпусов СВЧ — микроблоков, позволяющих осуществлять настройку параметров в процессе эксплуатации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: разработка малогабаритных перестраиваемых СВЧ фильтров;

- создание диссипативных элементов для ИС и ГИС СВЧ с возможностью распределения теплового поля по двум координатам и минимизации перегрева из за влияния краевого эффекта; разработка эффективного метода компенсации влияния корпуса сложной конфигурации ИС СВЧ на параметры элементов схемы; разработка способа настройки и конструкций корпусов ИС СВЧ, позволяющих осуществлять настройку параметров элементов СВЧ схемы (без разгерметизации) в полевых условиях.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовался математический аппарат теории матриц, дифференциального и интегрального исчислений, метод конечных разностей, матстатистика, а также экспериментальные исследования разработанных СВЧ устройств, их моделирование с использованием САПР СВЧ Microwave Office и ПАРУС, и применения программного обеспечения MathCad.

Научная ценность и новизна работы заключаются в следующем:

1. Предложено использование эффекта паразитного резонанса в связанных шлейфных конструкциях для создания новых патентночистых перестраиваемых СВЧ фильтров.

2. Разработан способ перераспределения по двум координатам локальных максимумов перегрева диссипативных СВЧ элементов в строну наиболее оптимальных тепловых стоков. На основе данного способа разработаны новые конструкции полосковых согласованных нагрузок и аттенюаторов, защищенных двумя патентами РФ.

3. Разработана методика компенсации параметров элементов СВЧ схем при использовании корпусов сложной конфигурации, для которых эффективно добавление подстроечных элементов.

4. Разработан новый способ настройки параметров полосковых СВЧ элементов схемы без разгерметизации СВЧ микроблока, на основе данного способа разработаны новые конструкции корпусов ИС СВЧ, защищенных двумя патентами РФ.

Практическая ценность работы заключается в том, что: предложен новый способ управления амплитудой паразитного полуволнового резонанса в шлейфных конструкциях, на его основе этого способа разработаны малогабаритные шлейфные перестраиваемые СВЧ фильтры, позволяющие управлять как уровнем полосы пропускания, так и дискретно изменять рабочую частоту, позволяющие добиться экономии площади подложки в 2-3 раза; разработан новый способ распределения локальных перегревов диссипативных элементов СВЧ по двум координатам в зависимости от расположения наиболее благоприятных тепловых стоков СВЧ платы, позволяющий исключить выход из строя мощных СВЧ нагрузок и аттенюаторов из-за выжигания участков боковой кромки резистивного слоя, что позволило уменьшить общую площадь рассеивания мощного диссипативного СВЧ элемента в 2 раза; разработана новая программа для определения диапазона регулировок при реализации способа настройки параметров ИС и ГИС СВЧ без разгерметизации СВЧ блока; разработан новый способ настройки параметров ИС СВЧ в полевых условиях без разгерметизации СВЧ блока; созданы на основе разработанных алгоритмов, моделей и программ патентночистые конструкции телекоммуникационных СВЧ устройств (аттенюаторов, согласованных нагрузок, микропо-лосковых фильтров, СВЧ микроблоков).

Апробация и внедрение результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

• международной научно-технической конференции "Проектирование и эксплуатация электронных средств" (г. Казань, 2000г);

• межвузовской научно-технической конференции "Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии", (г. Вологда, 2000 г.);

• четвертой Всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии и электроника", (г. Екатеринбург, 1999 г.).

По основным результатам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ, включая 9 статей, 6 тезисов докладов на международных, всероссийских и межвузовских конференциях, кроме того, имеется 6 изобретений (4 патента РФ и 2 положительных решения на выдачу патента РФ).

Реализация результатов. Теоретические и практические результаты работы использован при разработке СВЧ устройств в лаборатории микроволновых интегральных компонент и электронных модулей "МИКЭМ" г. Санкт-Петербург. Результаты исследования используются в учебном процессе Московского военного института на кафедре конструирования боевых машин и Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева на кафедре конструирования и производства микроэлектронной аппаратуры.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод управления паразитным полуволновым резонансом с помощью активных СВЧ элементов и его использование для проектирования перестраиваемых по амплитуде и частоте малогабаритных СВЧ фильтров.

2. Метод распределения теплового поля диссипативных СВЧ элементов по двум координатам, позволяющий снизить их габариты, увеличить рассеиваемую мощность и исключить выжигание резистивного слоя на боковой кромке.

3. Модель, позволяющая учесть параметры элементов СВЧ схем в зависимости от конфигурации экранирующего корпуса, позволяющая учесть изменение параметров СВЧ элементов после помещения СВЧ платы в корпус на этапе их проектирования, за счет оптимального введения подстроеч-ных элементов.

4. Метод настройки параметров элементов СВЧ схемы в процессе эксплуатации позволяет осуществлять коррекцию выходных характеристик СВЧ микроблока без его разгерметизации.

5. Математические модели элементов и устройств, разработанных на их основе:

- модель управления паразитным полуволновым резонансом, а также перестраиваемые СВЧ фильтры на ее основе;

- модель ромбовидного резистивного элемента, а также согласованные СВЧ нагрузки и аттенюаторы на ее основе;

- модель настроечного корпусного элемента, а также конструкции настраиваемых СВЧ микроблоков, разработанные на ее основе.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы. Она изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 72 рисунка, 2 таблицы и список использованных источников из 124 наименований.

Выводы по главе 5.

Разработаны новые конструкции широкополосных СВЧ нагрузок и аттенюатора с проводящей боковой кромкой, защищенные патентами, позволяющие распределять положение тепловых максимумов по двум координатам диссипативных элементов.

ГЛАВА 6. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСОВ ГИС СВЧ с ЭЛЕМЕНТАМИ ПОДСТРОЙКИ

В данном разделе рассмотрены конструкции новых корпусов ГИС СВЧ обеспечивающие возможность настройки параметров пассивных элементов СВЧ схемы.

6.1. КОРПУСА ГИС СВЧ

Корпус микросхемы СВЧ должен обеспечивать: жесткое закрепление платы и соединение ее выводов с переходами, обеспечивающими ввод-вывод энергии; защиту схемы от внешних воздействий; функцию экрана; те-плоотвод от участков платы, в которых рассеивается электромагнитная энергия [22, 38, 30].

В большинстве случаев конструкцию корпуса необходимо выполнять герметичной для защиты схемы СВЧ от внешних воздействий, из которых наиболее опасным является влажность. Корпус имеет две области герметизации: у выводов и в области соединения крышки и корпуса. Герметичность соединения крышки и корпуса обеспечивается сваркой, пайкой или склеиванием в зависимости от материала и конструкции корпуса, расположения выводов, серийности производства и т.п. Широкое распространение получила герметизация корпуса путем опайки крышки по контуру (введением резиновой прокладки и стальной луженой проволоки). Закладка последней позволяет осуществить вскрытие корпуса при проведении ремонтных работ, а резиновая прокладка препятствует попаданию припоя и флюсгПр*ут1роверш^иа герметизации воздух из корпуса откачивается через металлическую трубку, затем через нее вводится инертный газ, например сухой азот, а трубка зачеканивается.

Герметизация в области расположения выводов и коаксиально-полосковых переходов обеспечивается конструкцией выводов и переходов и технологией соединения их с корпусом.

По типу конструкций корпуса подразделяются на коробчатые, рамочные, пенальные, пластинчатые, составные, испытательные и др. а) б) в) г)

Рис.6.1 Классические варианты конструкций корпусов СВЧ микроблоков: а - чашечный; б и в - рамочные; г- пенальный

Основные типы корпусов представлены на рис.6.1 (1 - основание, 2 -крышка, 3 - плата, 4 - трубка).

В некоторых случаях в одном корпусе размещают несколько микропо-лосковых плат, образуя тем самым микросборку СВЧ. Связь между платами внутри корпуса осуществляется с помощью ленточных перемычек.

Недостатками чашечного корпуса ГИС СВЧ являются три обстоятельства. Во-первых, малая используемая площадь для размещения элементов СВЧ схемы. Во-вторых, плохое гальваническое соединение токопроводяще-го СВЧ—экрана с корпусом, т.к. трудно или невозможно обеспечить соединение экрана с дном корпуса по всей плоскости дна корпуса из-за неровностей на соприкасающихся плоскостях дна и экрана. При работе в СВЧ диапазоне частот зазоры являются паразитными емкостями, а линейно протяженные зазоры - паразитными направляющими системами, в совокупности существенно ухудшающими работу ГИС СВЧ. В- третьих, большой вес цельнометаллического корпуса.

Недостатками рамочного корпуса ГИС СВЧ являются: во-первых, малая используемая площадь для размещения элементов СВЧ схемы; во-вторых, наличие между экраном и дном корпуса конструктивного воздушного зазора, который одновременно является паразитной направляющей системой, емкостью и электромагнитным резонатором, существенно ухудшающими работу ГИС СВЧ.

В последнее время начали получать распространение пластиковые корпуса для ГИС СВЧ, причем иногда внутренняя поверхность такого корпуса может служит поверхностью для выполнения топологии пассивных элементов ГИС СВЧ [70]. Основной недостаток такого корпуса - сложность монтажа активных элементов и повышенные габариты, вследствие, необходимости сохранения прочностных параметров ГИС СВЧ. Это приводит к утолщению стенок пластикового корпуса. Во-вторых сложность настройки схем СВЧ, так как металлизирована внешняя поверхность пластикового корпуса, и приходится учитывать дополнительное влияние диэлектрика крышки корпуса на элементы СВЧ схемы.

6.2. НОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА ДЛЯ ГИС СВЧ С

ЭЛЕМЕНТАМИ НАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ СВЧ СХЕМЫ

Автором разработаны новые конструкции корпусов для ГИС СВЧ, защищенные патентами [73]. Примером может служить конструкция, изображенная на рис 6.2.

Рис. 6.2. СВЧ микроблок, выполненный по заливочной технологии

В данном конструктивном варианте корпус выполнен заливкой диэлектриком всех СВЧ элементов ГИС СВЧ, обеспечивающем герметизацию всей ГИС. Если разработчики классических корпусов ГИС СВЧ вынуждены делать высоту корпуса над платой ГИС СВЧ как минимум равной 10 ее толщинам, то в данном случае учет при конструировании толщины заливки, не ограничивает конструктора в выборе толщины платы. В основном габариты будут ограничиваться высотой устанавливаемых на поверхности ГИС СВЧ навесных СВЧ элементов или СВЧ разъемов. Крепление СВЧ разъемов к СВЧ плате осуществляется также заливкой отвердевающим диэлектриком. Для настройки СВЧ схемы в диэлектрике над СВЧ элементами выполняются выемки различной конфигурации, а при достаточной толщине платы, и в плате. Для расширения диапазона настроек выемки могут заполняться диэлектриком с диэлектрическим коэффициентом, отличным от диэлектрического коэффициента заливки или платы. Математическая модель предложенного способа настройки ГИС СВЧ рассмотрена во второй главе данной работы.

Преимуществами данной конструкции являются помимо возможности настройки параметров СВЧ схемы без разгерметизации ГИС СВЧ, малый вес и улучшенный теплоотвод от элементов ГИС СВЧ, вследствие того, что теплопроводность диэлектрика заливки выше теплопроводности воздуха, и отсутствуют тепловые сопротивления, образованные крепежом СВЧ платы внутри СВЧ корпуса классической конструкции.

Изменяя глубину настроечных выемок и заполняя их диэлектрическими вкладышами, можно производить настройку параметров СВЧ схемы.

На рис.6.3, а представлена зависимость сопротивления микрополоско-вой линии в зависимости от глубины настроечной выемки. На рис.6.4, б представлена зависимость эффективной диэлектрической проницаемости в зависимости от глубины настроечной выемки. Все данные приведены для поликоровой подложки с 8Эфф 9,8 с выполненым заливочным слоем толщиной 5 ММ С £эфф=3.

Рис.6.3 Зависимости волнового сопротивления линии (а) и эффективной диэлектрической проницаемости (б) от глубины выемки Н и толщины подложки И.

Данные графики (рис. 6.3) позволяют сократить время настройки на 10-15%.

Достоинством предложенных конструкций является то, что возможна многократная подстройки СВЧ схемы без вскрытия микроблока и нарушения его герметичности. Это позволяет осуществлять настройку СВЧ схемы, параметры которой вышли из строя результате эксплуатации, не в специализированной лаборатории, а непосредственно на объекте. Что па порядок сокращает время настройки СВЧ устройств. Использование наборов тарированных диэлектрических вкладышей, позволяет осуществлять настройку даже неквалифицированным специалистам в области СВЧ техники по технологическим (операционным) картам.

6.3. НОВЫЙ ВАРИАНТ КОНСТРУКЦИИ КОМПАКТНОГО ТРАНСФОРМИРУЕМОГО КОРПУСА ДЛЯ ГИС СВЧ

Другим вариантом нового СВЧ - корпуса является корпус, представленный на рис. 6.4., на который получен патент [74].

А ©

Рис.6.4. Вариант СВЧ микроблока с элементами настройки

Основное отличие данного корпуса от классического рамочного заключается в том, что боковые стенки его представляют набор прямоугольных модулей, часть из которых выполнена с СВЧ разъемом. Между собой эти прямоугольные элементы, образующие боковые стенки корпуса скрепляются за счет выполненных по их краям специальных выемок и выступов, или посредством проводящего клея. Верхней и нижней крышками данного корпуса являются СВЧ платы. Коммутация между платами осуществляется посредством СВЧ разъемов. Причем при сборке часть прямоугольных элементов с разъемами, образующих боковую стенку СВЧ корпуса, устанавливается как на верхнюю плату, так и на нижнюю СВЧ плату, и при сборке образуют неразрывную боковую стенку. При достаточной толщине СВЧ плат в них могут выполняться подстроенные выемки. Преимуществом данного вида корпуса, является то, что при использовании размеров платы ГИС СВЧ с нестандартным типоразмером, имеется возможность не проектировать и не изготавливать корпус для новой ГИС СВЧ, а спроектировать один или два элемента боковой стенки и собрать корпус из готовых стандартных элементов. Другим преимуществом данной конструкции корпуса ГИС СВЧ является легкость создания на его основе этажерочных конструкций ГИС СВЧ. Коммутация между СВЧ платами такой этажерочной конструкции осуществляется посредством СВЧ разъемов на боковых стенках корпуса, как показано на рис. 6.5.

Рис.6.5. Этажерочная конструкция СВЧ микроблока Выводы по главе 6.

Разработаны конструкции корпусов СВЧ микроблоков, позволяющие осуществлять настройку параметров СВЧ схемы без разгерметизации корпуса. Это позволяет выполнять настроечные операции СВЧ аппаратуры непосредственно на объектах их размещения. Это позволит сократить на порядок время настроечных операций в процессе эксплуатации СВЧ техники

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предложен новый способ управления амплитудой паразитного полуволнового резонанса в шлейфных конструкциях, на его основе этого способа разработаны малогабаритные шлейфные перестраиваемые СВЧ фильтры, позволяющие управлять как уровнем полосы пропускания, так и дискретно изменять рабочую частоту, что, в итоге, позволяет добиться экономии площади подложки в 2-3 раза. Допусковый анализ показал высокую технологичность предложенных конструкции фильтров.

Разработан новый способ распределения локальных перегревов диссипативных элементов СВЧ в двух координатах в зависимости от расположения наиболее благоприятных тепловых стоков СВЧ платы, позволяющий исключить выход из строя мощных СВЧ нагрузок и аттенюаторов из-за выжигания участков боковой кромки резистивного слоя. Это позволяет уменьшить общую площади рассеивания мощного диссипативного СВЧ элемента примерно в 1,8-2 раза (линейные габариты диссипативных СВЧ элементов уменьшаются на 30 %). В итоге повышается плотность интеграции СВЧ ИС на 7-10%.

Разработана методика эффективной компенсации влияния корпуса на параметры СВЧ схемы. Разработана новая программа для определения оптимальной конструкции, расположения и диапазона регулировки подстроенных элементов при реализации способа настройки параметров ИС СВЧ без разгерметизации СВЧ блока. В результате чего время настроечных операций сокращается на 10-15 %.

Разработан способ подстройки параметров ИС СВЧ в полевых условиях без разгерметизации СВЧ блока, что позволяет в процессе эксплуатации СВЧ аппаратуры на мобильных объектах оперативно производить подстройку параметров СВЧ микроблоков, эксплуатирующихся в условиях различных внешних дестабилизирующих факторов. Это позволяет на порядок сократить время подстроенных операций на этапе эксплуатации.

Таким образом, из изложенного следует, что цель диссертационной работы, заключающаяся в разработке новых технологичных устройств для перестраиваемых СВЧ схем высокой степени интеграции для телекоммуникационных систем, работающих с сигналами повышенной мощности, а также корпусов СВЧ микроблоков, позволяющих осуществлять настройку параметров в процессе эксплуатации, достигнута.

1. А.С. № 1552266, СССР, Н01Р 1/26. Микрополосковая нагрузка /

2. A.Н. Кузьмин, И.Х. Исхаков, В.П. Варнин, Б.В. Спицын, А.А. Ботев, А.Е. Алексенко, J1.J1. Буйлов // Б.И. № 11, 1990.

3. А.С. № 18109336, СССР, Н01Р 1/26. Микрополосковая нагрузка / П.Г. Комаров, С.В. Пашков // Б.И. № 15, 1993.

4. А.С. № 340832, СССР, Н01Р 1/22. Поглощающая пластина для СВЧ аттенюаторов. /И.М. Бровер, X.J1. Гарб, П.В. Николаев // Б.И. № 9, 1984.

5. А.С. № 3901370, СССР, Н01Р 1/22. Аттенюатор / В.Л. Колганов,

6. B.П. Моргаловский, Л.М. Конурников //Б.И. № 1, 1990.

7. А.С. № 425964, СССР, Н01Р 1/22. Микрополосковый аттенюатор / Р.Г. Насыров, Н.М. Максимов, С.Л. Брусов // Б.И. № 40, 1988.

8. А.С. № 4412591, СССР, Н01Р 1/22. Микрополосковый аттенюатор / Ю.П. Комаровский, В.Г. Миклин // Б.И. № 9, 1990.

9. Аганин А.Г., Бердышев В.П. Повышение уровня заграждения полосовых фильтров СВЧ // Радиотехника. 1997. - № 12. - С. 57-59.

10. Аксёнов В.А и др. Боевое применение коллиматорного прицела "Нить-А" / В.А.Аксёнов, С.А.Маслов, А.Н.Осипов под редакцией В.В.Попкова. Новосибирск, 1990.- 64 с.

11. Балыко А.К., Васильев В.И., Гусельников Н.А., Манченко Л.В. Юсупова Н.И. Синтез фильтров сверхвысокой частоты с заданными уровнями ослабления на двух частотах // Радиотехника и электроника. 2000. - Т. 45,№12.-С. 1526-1531.

12. Н.Беляев Б.А., Лексиков А.А., Никитина М.И., Тюрнев В.В., Алексеева Н.В. Селективные свойства микрополосковых фильтров на нерегулярных резонаторах // Радиотехника и электроника,- 2000. том 45, №8.- С. 910917.

13. Беляев Б.А., Лексиков А.А., Трусов Ю.Н., Тюрнев В.В., Ше-пов В.Н., Шихов Ю.Г. Миниатюризированные микрополосковые СВЧ фильтры // Препринт №730ф СО РАН, Ин-т физики им. Л.В. Киренского. -Красноярск: ИФ. 1993. 64 с.

14. Беляев Б.А., Никитина М.И., Тюрнев В.В. Синтез микрополосковых фильтров по заданной полосе пропускания методом оптимальной коррекции // Препринт № 760 Ф. ИФ СО РАН. - Красноярск, 1995. - 27 с.

15. Беляев Б.А., Тюрнев В.В, Васильев В.А, Рагзин Г.М. Исследование микрополосковых резонаторов и устройств СВЧ на их основе // Препринт №448 Ф, часть II. Сиб. отд-ние, Ин-т фи-зики им. Л.В. Киренского. Красноярск: ИФ. 1987.-44 с.

16. Беляев Б.А., Шихов Ю.Г., Сергиенко П.Н. Спектр собственных колебаний нерегулярного микрополоскового резонатора. Труды IV Между-нар. конф. Актуальные проблемы электронного приборостроения. - Новосибирск, 1998. - С. 105-106.

17. Будагян И.Ф. Дубровин В.Ф. Анализ и синтез устройств СВЧ на ПЭВМ: Учеб.пособие. -М.: Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет), 1998. 124 с.

18. Бушминский И.П., Кузнецов Д.И., Романов А.Р., Тюхтин М.Ф. Проектирование систем спутникового телевидения. 2-е изд. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 320 с.

19. Вендик И.Б., Кондратьев В.В., Свищев А.А, Леппявуори С., Як-ку Э. Полосно-пропускающие фильтры на пленках высокотемпературного сверхпроводника // Письма в ЖТФ. 1998 .- Т. 24, №24 - С. 50-54.

20. Гвоздев Б.И., Кузаев Г.А., Нефедов Е.И., Яшин А.А. Физические основы моделирования объемных интегральных схем СВЧ и КВЧ // Успехифизических наук. Приборы и методы исследований. 1992. - Т. 162, № 3,. С. 64-78.

21. Дмитриев В.Д., Бондарчук Г.А. Исследование частотных характеристик конструктивно-симметричной RC структуры с неоднородными распределенными параметрами // Научно-практический сборник "Электронное приборостроение". Казань, 2001. - Вып.1(17). - С. 66-68.

22. Емельянов В. Микроэлектронные СВЧ-компоненты на основе высокотемпературных сверхпроводников // Компоненты и технологии. 2001. -№6, №7.- С. 34-41.

23. Ермолаев Ю.П., Пономарёв М.Ф., Крюков Ю.Г. Конструкции и технология микросхем. М.: Сов. Радио, 1980. - 256 с.

24. Ермолаев Ю.П., Саттраров И.К., Тихонов Н.Н., Подгоняемые пленочные резисторы при жестком импульсном режиме работы // Научно-практический сборник "Электронное приборостроение".- Казань, 1999.-Вып.9.-С. 65-73.

25. Ильиченко М.Е., Захаров А.В. Построение колебательных систем на основе распределенных шлейфных структур с Т-волнами // Радиоэлектроника. 1990. -№1. С. 11-18.

26. Ильиченко М.Е., Захаров А.В., А.В. Карякин Е.Е. Подавление паразитных полос пропускания фильтров из отрезков передающих линий // Радиотехника. 1991. - №3. - С. 26-29.

27. Карпуков JI.M. Алгоритм квазистатического моделирования полосковых структур в многослойной анизотропной среде // Радюелектрошка, шформатика, управлшяя. Юев, 2000.-№1.-С. 18-23.

28. Керамические материалы для приборостроения // Экономика и производство. 2002. - № 11. - С. 14.

29. Ковалев И.С. Основы теории и расчета устройств СВЧ. Радиоволноводы и резонансные системы. Минск, Наука и техника, 1972. - 256 с.

30. Коваленко А.Н, Козлов А.Ю. Математическая модель микропо-лосковой линии с учетом потерь // Радиотехника. 1992. - №10. - С.75-82.

31. Конструкторско-технологические основы проектирования полос-ковых микросхем / Под. ред. И.П. Бушминского. М.: Радио и связь, 1987. -272 с.

32. Косякин С.В. Микрополосковые фильтры на неравных отрезках связанных линий // Радиотехника. -1996. -№3. -С. 107-110.

33. Краманенко С.Ф., Семенов А.А. СВЧ полосовой фильтр на основе пленочной структуры сверхпроводник/феррит (YBCO/YIG) // Письма в ЖТФ. -2000. Т.26. - Вып.З.- С. 12-17.

34. Кузнецов Д.И. Динамический метод автоматизированного проектирования СВЧ телекоммуникационных сетей // Научно-практический сборник "Электронное приборостроение". Казань, 2002.- Вып. 3(19).- С. 36-41.

35. Кузнецов Д.И. Овечкин P.M. Автоматизация проектирования по-лосковых СВЧ фильтров с применением ППП "ПАРУС / Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Проектирование и эксплуатация электронных средств". Казань, 2000. - С. 55-56.

36. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Компактный микрополосковый фильтр для ГИС СВЧ // Информационные технологии и электроника: Тез. докл. IV Всероссийской науч.-техн. конф. Екатеринбург, 1999. С. 67.

37. Кузнецов Д.И., Денисов А.А. Экранирование СВЧ микрополосковых блоков с использованием односторонне-металлизированных подложек //

38. Научно-практический сборник "Электронное приборостроение". Казань, 1998.-Вып. 2.-С. 39-42.

39. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Автоматизация проектирования по-лосковых СВЧ-фильтров с применением ППП "ПАРУС" / Тез. докл. Меж-дунар. научно-техн. конф. "Проектирование и эксплуатация электронных средств". Казань, 2000. - С. 55-56.

40. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Алгоритм совмещения схемных и конструктивных элементов при проектировании СВЧ-микроблоков // Известия ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника. 2002.- №2, Т.45.- С. 10-14.

41. Кузнецов Д.И., Овечкин P.M. Разработка компактных и технологичных микрополосковых фильтров для ГИС СВЧ./ Научно-практический сборник "Электронное приборостроение". Казань, 1999. - Вып. 11. - С. 8487.

42. Кузнецов Д.И., Тюхтин М.Ф. Проводящий меандр на резистивной полоске как диссипативный элемент ИС СВЧ // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1995.-Вып. 2(10). - С. 54-60.

43. Кузнецов Н.И., Irvin K.G., Вольт-амперные характеристика GaN и AlGaN p-i-n — диодов // Физика и техника полупроводников, 1998, Т. 32, №3, С. 369-372.

44. Кукк К. Будущее за цифрой // ТелеМультиМедиа. 2001.-№3.- С.'2

45. Леваков А.А. В интересах внутренней безопасности США // Jet Info Информационный бюллетень. - М.: Изд-во Джет Инфо Паблишер, 2002. Специальный выпуск,- С. 1-36.

46. Леваков А.А. Новые приоритеты в информационной безопасно-сти США //Jet Info-Информационный бюллетень.- М.: Изд-во Джет Инфо Паблишер, 2001.- №10(101).- С. 2-10.

47. Леваков А.А. Проблемы России в условиях глобальной информатизации o6inecTBa//Jet Infb-Информационный бюллетень.- М.: Изд-во Джет Инфо Паблишер, 2001.- №10(101).- С. 11-12.

48. Леваков А.А. Анатомия информационной безопасности США // Jet Info-Информационный бюллетень. М.: Изд-во Джет Инфо Паблишер, 2002. -№6(109).-С. 1-40.

49. Леваков А.А.В США принят план защиты информационных сис-TeM//Jet Info-Информационный бюллетень.- М.: Изд-во Джет Инфо Паблишер, 2000. №8(87).- С. 12-14.

50. Левченко В.Н. Спутниковое телевидение.- Спб.: Изд-во БХВ-Санкт-Петербург, 2000. 288 с.

51. Любченко В.Е., Соколов А.В., Федорова Л.В. Линии связи миллиметрового диапазона волн в локальных информационных сетях // Радиотехника. -1998. №12.- С. 68-75.

52. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. М.: Сов. радио, 1972. - 232 с.

53. Мамедов Тимур. Информационно-управляющая система МЧС России //ARCRVIEV. 2003 №3(26).- С. 6.

54. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ согласующие цепи и цепи связи. Т. 1,2/ Пер. с англ. Под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Куш-нира. М.: Связь, 1971. - 931 с.

55. Овечкин P.M. Использование боковой электромагнитной связи в шлейфных СВЧ-фильтрах в микрополосковом исполнении // Проектирование и технология электронных средств. 2002.- № 1.- С. 17-19.

56. Овечкин P.M. СВЧ-микроблок с элементами настройки параметров СВЧ-схемы // Проектиро-вание и технология электронных средств. -2001.-№3.- С. 10-13.

57. Орлов О.С., Осипов В.П. Монолитно-интегральные СВЧ-схемы устройства и приборы // Радиотехника. 2001.- №2. - С. 17-23.

58. Орлов О.С., Яковлев Ф.Ф. Погонное затухание микрополосковых линий в широком диапазоне СВЧ // Радиотехника. 1997. - №4. - С. 42-44.

59. Осипов JI.C., Баландинский Б.Б., Головкова Л.Б. Полосковый по-лосно-пропускающий фильтр с укороченными секциями // Радиотехника. -1996. №7.- С. 41-45.

60. Основы теории цепей: Учеб. Для вузов / В.П. Попов. 4-е изд., испр. М.: Высш.шк., 2003.- 575 с.

61. Павлов Сергей. ГИС для информационной поддержки деятельности по предупреждению и ликвидации последствий ЧС // ARCRVIEV. -2003. -№3(26).-С. 15.

62. Пат. 5158820 США. Подложка для носителя информации в сигнале с перфорированным диэлектрическим слоем // Изобретения стран мира. 1994.-вып. 106.-№5. С. 22.

63. Патент РФ № 2079187, , Н01Р 1/26. Микрополосковая нагрузка / Кузьмин А.Н., Пьянков Б.Л. // Б.И. № 13, 1997.

64. Патент РФ №2034375, МПК Н01Р1/26. Микрополосковая нагрузка / Кузнецов Д.И., Тюхтин М.Ф. // Б.И. № 12, 1995.

65. Патент РФ №2034416, МПК Н05К5/04. Микрополосковый СВЧ-микроблок / Кузнецов Д.И., Тюхтин М.Ф. // Б.И. № 12, 1995.

66. Патент РФ №2049366, МПК Н01Р1/203. Микрополосковый фильтр / Кузнецов Д.И. // Б.И. № 33, 1995.

67. Патент РФ №2049367, МПК НО 1Р1/26. Микрополосковая согласованная нагрузка / Кузнецов Д.И., Тюхтин М.Ф. // Б.И. № 33, 1995.

68. Патент РФ №2069460, МПК Н05К5/00, 5/06, 9/00. Полосковый СВЧ-микроблок / Кузнецов Д.И. // Б.И. №32, 1996.

69. Патент РФ №2185010, МПК Н01Р1/22. Микрополосковый аттенюатор / Кузнецов Д.И., Овечкин P.M., Тихонов Н.Н. // Б.И. №19, 2002.

70. Патент РФ №2187866, МПК Н01Р1/26, H01Q17/00. Микрополос-ковая нагрузка / Кузнецов Д.И., Овечкин P.M., Протас А.С. // Б.И. №23, 2002.

71. Патент РФ №2189124, МПК Н05К5/00. Сверхвысокочастотный микроблок / Кузнецов Д.И., Насыров И.К., Овечкин P.M. // Б.И. №25, 2002.

72. Патент РФ №2189125, МПК Н05К5/00. Полосковый СВЧ-микроблок / Кузнецов Д.И., Насыров И.К., Овечкин P.M. // Б.И. №25, 2002.

73. Положительное решение Ф. 99 НЗ 2003 от 4.12.2003 по заявке РФ № 2003134098 МПК НО 1Р1/203 Микрополосковый фильтр / Овечкин Р.М и др., приоритет 24.11.03.

74. Потапов Ю. Моделирование СВЧ смесителя // Eda Expert. 2002. -№2 (65). -С. 50-53.

75. Потапов Ю. Новые направления развития СВЧ устройств // Инженерная микроэлектроника. 1999.- №4. - С. 11-12.

76. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office / В.Л.Разевиг, Ю.В.Потапов, А.А.Куршин. Под. ред В.Л.Разевига. М.: СОЛОН-Прессб. - 2003. - 496 с.

77. Ребане В.А., Извольский С.Н. Метод расчета распределенной тонкопленочной СВЧ нагрузки повышенной мощности // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1985. - Вып.11. - С. 29-31.

78. С.П.М. РФ N 4860 Н01Р 1/22. Цепь подачи управляющего смещения в полосковую линию. / Кузьмин А.Н., Ахмадеев М.М. // БПМ, N 8, 1997.

79. Сайлер Брайн, Спотс Джефф. Использование Visual Basic 6. Специальное издание.: Пер. с англ. М.; Спб.; К.: Издательский дом "Вильяме", 1999. -832 с.

80. Свидетельство на полезную модель № 4861, РФ, Н01Р 1/22. Мик-ропололсковый аттенюатор / А.Н. Кузьмин, М.Ф. Тюхтин и др. // БПМ, № 8, 1997.

81. Свидетельство на полезную модель № 4862, РФ, Н01Р 1/26. По-лосковая нагрузка / А.Н. Кузьмин и др. // БПМ, № 8, 1997.

82. Скилингс Д. Новые тенденции на рынке телекоммуникаций // Сети -1996.-декабрь.- С. 106-108

83. Сорокин А.Р. СВЧ-фильтр с полюсами затухания // Радиотехника. -1988.-№7.-С. 26-28.

84. Справочник по расчёту и конструированию СВЧ полосковых устройств / С.И.Бахарев, В.И.Вольман, Ю.Н.Либ и др. / Под ред. В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь, 1982.- 328 с.

85. Тюхтин М.Ф., Кузнецов Д.И. Расчет и конструирование микроблоков систем кабельного и спутникового телевидения. Казань: Изд-во КГТУ им. А.Н. Туполева, 1997. - 144 с.

86. Усанов Д.А., Горбатов С.С., Семенов А.А. Изменение вида вольт -амперной характеристики диода Ганна в зависимости от режима его работы на СВЧ // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 1991. - Т. 34. - №5. - С. 107108.

87. Устройства СВЧ (Основы теории и элементы тракта): Учебное пособие / Д.И.Воскресенский, В.Л.Гостюхин, В.М.Максимов и др. -М.: Изд-во МАИ, 1993. 80 с.

88. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Синтез четырёхполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971. - 387 с.

89. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирования / Пер. с англ. А.А. Вольмана, А.Д. Муравцова / Под ред. В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь, 1990. 288 с.

90. Хорохоров Д. Качашкин С. Передача данных по сетям кабельного телевидения // Вестник связи. 2000. - №11. — С. 39-41.

91. Хорошилов Владимир. Перспективы развития цифрового тран-кинга в России // MOBILE COMMUNICATIONS INTERNATIONAL. 2001. №1. С.58-64.

92. Шимони К. Теоретическая электроника / Пер. с нем. под ред. К.М.Поливанова. М.: Мир, 1964. 773 с.

93. Шлее В.Р., Чепурной С.М. Фильтры СВЧ на связанных плавно-регулярных линиях передачи // Радиотехника. 1997 .- №3. - С. 3-7.

94. Andrew R.B., Gabriel M.R. Micromachined Micropackaged Filter Banks // IEEE Microwave and guided wave letters. 1998. - Vol.8. - №4. - P.158-160.

95. Li-Wei Pan, Li-Wei Lin. Batch Transfer of LIGA Microstructures by Selective Electroplating and Bonding // JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS. 2001. - VOL. 10. - №1. - P. 2532.

96. Blondy P., Brown A.R., Cros D., Rebeiz G.M. Low loss micro machined filter for millimeter-wave communication system // Transactions on microwave theory and techniques.- 1998. March - P. 1-7.

97. Brown A.R., Rebiz G.M. A varactor Tuned RF Filter // Submited for revive as a short paper the IEEE Trans, ON MTT. 1999. October 29, - P. 1-7.

98. С. Т. C. Nguyen. Communications applications of microelectrome-chanical systems / Proceedings, 1998 Sensors Expo, San Jose, CA, May 19-21, 1998, P. 447-455.

99. Cheng N.-S., Alexanian A., Case M.G., Rensch D.B., York R.A. 40 watt CW broadband spatial power combiner using dense finline arrays // IEEE Transactions on microwave theory and techniques.- June, 1998.- P.2-28.

100. Curriculum Development in Microelectromechanical Systems in Mechanical Engineering Liwei Lin IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION. -2001.-VOL. 44.-№ 1.-P. 61-66.

101. Dan Busuioc. Circuit model parameter extraction and optimization for microwave filters. Waterloo, Ontario, Canada , 2002. - 69 p.

102. Harrie А С Tilmans, Walter De Raedt and Eric Beyne. MEMS for wireless communications: 'from RF-MEMS components to RF-MEMS-SiP' // JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING. 2003. -№13.-P. S139-S163.

103. Hejazi Z.M., Excell P.S., Jiang Z. Compact dual-mode Filters for HTS satellite communication systems // IEEE Microwave and guided wave letters. 1998.- vol.8, № 8. - P.275-277.

104. Hiller B.G., Design With PIN Diodes // Ai Alpha. -Alpha Industris Inc, 1998, P.17.

105. Hong J.-S., Lancaster M. J. Couplings of microstrip square open-loop resonators for cross-coupled planar microwave filters // IEEE Trans. Micro-wave Theory Tech. , 1996. Vol. 44. - P. 2099-2109.

106. Hong J.-S., Lancaster J. Aperture-Coupled Microstrip Open-Loop Resonators and Their Applications to the Design of Novel Microstrip Bandpass Filters // IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES.- 1999,-Vol. 47, No. 9.- P.1848-1855.

107. Hong J.-S., Lancaster M.J. Theory and Experiment of novel micro-strip slow-wave open-loop resonator filters // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. -1997. -Vol.45, №212.- P.2358-2365.

108. Maloratsky L.G. Reviewing the basics of microstrip lines // Microwave & RF.- 2000. March. P.79-88.

109. Mazierska J., Jacob M.V., High temperature superconducting filters for mobile communication: Proceedings of the International Symposium on Recent Advances in Microwave Technology / ISRAMT 99.- Malaga,1999. P.341-344.

110. Liwei Lin, Roger T. Howe, Albert P. P. Microelectromechanical Filters for Signal Processing // JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS. 1998. - Vol. 7. - № 3. - SEPTEMBER. - P. 286 - 294.

111. JackW Judy. Microelectromechanical systems (MEMS): fabrication, design and applications // SMART MATERIALS AND STRUCTURES. 2001. -№10.-P. 1115-1134.

112. Mukherjee Т., Fedder G. Microelectromechanical Systems / Proceedings of 34th Design Automation Conference. 1997. - June. - P. 680-685.

113. Chang K.F., Tam K.W., Choi W. W., Martins R. P. Novel quasi-elliptic microstrip filter configuration using hexagonal open-loop resonators // IEEE Microwave and guided wave letters. 2002. - vol. 3. - №7. - P. 863-866.

114. QUN WU BUMMAN KIM. MEMS Technology Moves Increasingly Toward Microwave Applications // MICROWAVES & RF. 2001. - JULY. - P. 97-104.

115. Rautio J.C. EM approach sets new speed records // Microwaves &RF.- 2002. May. - P.81-96.

116. Renhard J.E., Fogl A.V., Dunstone D.E. Automated process cuts filter tuning time from hours to minutes // Microwaves & RF.- 2001. June. - P. 103104.

117. Talisa S.H. Resonators and Filters // 1999 NATO ASI on Miccrowave Superconductivity. Mllau, France, 1999. - 28 p.

118. Roselli L., Lucchini L., Mezzanotte P. Novel Compact Narrow-band Microstrip Dual-mode Resonator Filters for 3G Telecommunication Systems // Dip. di Ingegneria Elettronica e dell'Informazione.- Universit'a di Perugia.- Perugia, Italy. 2001 -P. 1-3.

119. Suh Y.-H., Chang K. Coplanar Stripline Resonators Modeling and Applications to Filters // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. 2002.- Vol. 50 № 5 - P. 1289-1296.

120. Surface mount RF PIN low distortion attenuator diodes. Technical data. // Agilent technologies, 1999. №11.