Публікація: Методи аналізу неоднорідностей у багатошарових планарних структурах
Завантаження...
Дата
2021
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
ХНУРЕ
Анотація
У дисертації розв’язується актуальна проблема радіофізики та прикладної електродинаміки – розробки теорії та удосконалення методів аналізу розподілених неоднорідностей у лініях передачі планарного типу, що розташовані у багатошарових планарних структурах, у мікрохвильовому діапазоні частот. Мета роботи полягає у дослідженні характеристик розсіяння на розподілених та багатоплощинних неоднорідностях у лініях передачі планарного типу у багатошарових планарних структурах, а також у вивченні закономірностей поведінки характеристик розсіяння на них, і у розробці на їх основі нових конструкцій мікрохвильових пристроїв із поліпшеними властивостями за електродинамічними характеристиками, розмірами і функціональними можливостями. Наукова новизна результатів, отриманих у дисертаційній роботі, полягає у розвитку та удосконаленні методу поперечного резонансу для аналізу розподілених багатоплощинних неоднорідностей у планарних лініях передачі, у розвитку методів розрахунку спектрів резонансних частот об’ємних резонаторів на лініях передачі із неоднорідностями на базі строгого розв’язку крайових задач із відповідними граничними умовами, розробці методики визначення точок резонансної взаємодії неоднорідностей із лінією передачі для симетричних багатошарових структур на прикладі 2-портових схем, а також у виявленні та вивченні нових фізичних явищ і ефектів, пов'язаних із взаємодією цих неоднорідностей. Досліджено характеристики розсіяння хвилевідноілинної лінії передачі із металево-діелектричним включенням, що моделює запертий PIN діод; 4-портової планарної схеми вертикального переходу між мікросмужковою (МСЛ) та щілинною (ЩЛ) лініями передачі, які розташовані взаємно-перпендикулярно по різні боки підкладки; періодичних структур на базі вузьких прямокутних щілинних резонаторів (ЩР) у заземлюючій площині регулярної МСЛ. Вивчено ефекти взаємного зв’язку ЩР прямокутної та складної форми, що послідовно включені у заземлюючу площину МСЛ та показано, що ЩР складної форми взаємодіють один з одним на відстанях, порівнянних із їхнім поздовжнім розміром, а характеристика розсіяння на них містить додаткові частоти резонансної взаємодії між сигнальною лінією передачі і розподіленою неоднорідністю. За методом поперечного резонансу вивчено характеристики розсіяння повороту ЩЛ на прямий кут; східчастої неоднорідності кінцевої довжини (індуктивної та ємнісної) у МСЛ; 2-площинних симетричних неоднорідностей, що складаються із східчастої неоднорідності у МСЛ та ЩР прямокутної та складної форми у її за землюючій площині. На базі розроблених методів аналізу неоднорідностей у тришарових планарних структурах розроблено схему високоефективного підсилювача потужності із контролем рівня вищих гармонік сигналу, запропоновано методику проектування смуго-пропускних фільтрів із поліпшеними характеристиками згасання сигналу поза смугою та методику проектування смуго-запиральних фільтрів на базі Н-подібних ЩР. Одержані результати мають велику практичну цінність в галузі радіофізики та мікроелектроніки.
This dissertation presents the solution for the actual problem of radiophysics and applied electrodynamics – the development and improvement of analysis methods of multiplane distributed discontinuities in planar transmission lines located in multilayer planar structures in microwave frequency band. The objective of this work is to study the scattering characteristics by distribution and multiplane discontinuities in planar transmission lines in multilayer planar structures, investigation of new physics phenomena and wave processes regularities in such structures, and development of new microwave devices constructions with improved capabilities in both scattering characteristics and dimensions and functional. The dissertation novelty lies in development and improvement of transverse-resonance method for distributed multilayer discontinuities in planar transmission lines analysis, development of eigen frequency spectrum calculation methods for volume resonators based on transmission lines with discontinuities using rigorous solution of boundary problems with corresponding boundary conditions, development of determining technique of resonant interaction points between discontinuities and fed transmission line for symmetrical multilayer structures, and revelation and study of new physics phenomena and effects, related with discontinuities interaction. Scattering characteristics are investigated for the finline with metal-dielectric insertion modeling the opened PIN-diode; four-port planar circuit contained vertical transition between microstrip line (MSL) and slot line (SL) located transversely spaced by different sides of substrate; periodical structures on the base of narrow rectangular slot resonators (SR) in regular MSL ground plane. The mutual coupling effects between complex-shaped SR’s by series located in ground plane of MSL are investigated. Scattering characteristics of the SL 90º bend; finite length step discontinuity (inductive and capacitive) in MSL; two-plane symmetrical discontinuities formed by the step discontinuity in MSL and the rectangular and complex form SR in ground plane are investigated by the transverse resonance method. The circuit of high efficiency amplifier with higher harmonics level control is designed using the developed methods of multilayer planar structures analysis; the design technique for the band-pass filters with improved attenuation characteristics beyond the pass-band and for the stop-band filters on the base of H-shaped SR is proposed. The obtained results have large practical value in the radiophysics and microelectronics area.
Опис
Ключові слова
планарна структура, мікросмужкова лінія, щілинна лінія, щілинний резонатор, об’ємний резонатор, розподілена неоднорідність, власна частота, періодична структура, метод поперечного резонансу, planar structure, microstrip line, slot line, slot resonator, volume resonator, discontinuity, eigen frequency, periodic structure, transverse resonance method
Бібліографічний опис
Рассохіна, Ю. В. Методи аналізу неоднорідностей у багатошарових планарних структурах : автореф. дис. ... д-ра фіз.-мат. наук : 01.04.03 "Радіофізика" / Ю. В. Рассохіна ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2021. – 40 с.