Микрополосковые устройства частотной селекции сигналов и диагностики материалов на сверхвысоких частотах

• Автор: Лексиков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 296 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА 1. МИКРОПОЛОСКОВЫЕ ФИЛЬТРЫ И РЕЗОНАТОРЫДАТЧИКИ
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ СВЯЗИ МИКРОПОЛОСКОВЫХ РЕЗОНАТОРОВ
2Л. Особенности коэффициентов связи регулярных микрополосковых
резонаторов
2.2. Коэффициенты связи нерегулярных микрополосковых резонаторов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНЫХ СВОЙСТВ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ФИЛЬТРОВ
3.1. Частотно-селективные свойства фильтров на регулярных микрополосковых резонаторах
3.2. Селективные свойства лестничных микрополосковых фильтров на нерегулярных резонаторах
3.3. Селективные свойства микрополосковых фильтров на четвертьволновых резонаторах
ГЛАВА 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФИЛЬТРОВ
4.1. Фильтры на многомодовых микрополосковых резонаторах
4.2. Микрополосковый гребенчатый полосно-пропускающий фильтр
4.3. Фильтры на основе микрополосковых резонаторов с плавным изменением ширины проводника
4.4. Полосковый фильтр на подвешенной подложке
ГЛАВА 5. УСТРОЙСТВА ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ НА
ОСНОВЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ РЕЗОНАРОВ
5.1. Датчики для низкотемпературной диагностики материалов на основе микрополосковых резонаторов
5.2. Датчик для локального измерения поверхностного сопротивления

проводящих материалов
5.3. Двухкомпонентный датчик магнитных полей
ГЛАВА 6. УСТРОЙСТВА ДИАГНОСТИКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МПР-ДАТЧИКА ФЕРРОМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА
6.1. Спектрометр локального ферромагнитного резонанса для диагностики тонких магнитных пленок
6.2. Способ неразрушающего контроля ферромагнитных материалов
ГЛАВА 7. МИКРОПОЛОСКОВЫЕ МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ
ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ РЕЗОНАТОРОВ
7.1. Микрополосковые датчики для исследования диэлектрической проницаемости материалов на сверхвысоких частотах
7.2. Датчик слабых магнитных полей на основе двухзвенной микрополосковой структуры
7.3. Датчик для измерения диэлектрических характеристик жидкостей
7.4. Трубчатый датчик для измерения диэлектрических характеристик
жидкостей
ГЛАВА 8. СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ПОЛОСКОВЫХ ПРОВОДНИКОВ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СТРУКТУР
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АРУ автоматическая регулировка усиления
АЧХ амплитудно-частотная характеристика
ВТСП высокотемпературная сверхпроводимость
ВЧ высокие частоты (высокочастотный)
ГВЗ групповое время запаздывания
дме двухзвенная микрополосковая структура (секция)
жк жидкий кристалл
кев коэффициент стоячей волны
мил микрополосковая линия
МИР микрополосковый резонатор
МПФ микрополосковый фильтр
НМПР нерегулярный микрополосковый резонатор
ОЭВМ однокристальная микро-ЭВМ
олн ось легкого намагничивания
ПЗУ постоянное запоминающее устройство
ПЗФ полосно-заграждающий фильтр
ППФ полосно-пропускающий фильтр
ПСМПР параллельно связанные микрополосковые резонаторы
пецк (блок) преобразования сигнала в цифровой код
САПр система автоматизированного проектирования
евч сверхвысокие частоты
свс скачок волнового сопротивления
тмп тонкая магнитная пленка
ФМР ферромагнитный резонанс
ФНЧ фильтр нижних частот
ФЧХ фазо-частотная характеристика

В таблице 2.1 для двухзвенной секции на подложке толщиной 1 мм из керамики ТБНС (е =80) с полной длиной области связи полосковых проводников 4=/г=30 мм, имеющих ширину 2 мм, представлены частоты первых трех полюсов затухания/,/,/, наблюдаемых на АЧХ между полосами пропускания. Для этих полюсов здесь же приведены значения отклонений от них А/1, Д/ и Д/ частот нулей полного коэффициента связи, рассчитанного для четырех зазоров А между полосковыми проводниками исследуемой структуры на основе работ [15,16]. Видно, что различие частот увеличивается как с уменьшением зазора между резонаторами, так и с ростом частоты. Это обусловлено тем, что при вычислении коэффициентов связи в использованном подходе рассматриваются распределения тока и напряжения по длине полосковых проводников для некоторой усредненной волны, получаемой в приближении почти невзаимодействующих резонаторов. В результате максимальная относительная погрешность формул, отражающих частотные зависимости коэффициентов связи, растет пропорционально квадрату коэффициента полной связи на резонансных частотах. Кроме того, такой подход не позволяет вычислять частотные зависимости коэффициентов взаимодействия более сложных резонаторов, включающих в себя многосвязные линии, например, шпилечных резонаторов.
От названных недостатков свободен излагаемый далее модифицированный энергетический метод расчета частотно-зависимых коэффициентов связи МПР. В этом методе при вычислении магнитных и электрических энергий используются комплексные величины распределения по длине полосковых проводников рассматриваемой структуры токов /|,2(х) и напряжений Г/К2(т), найденных в квазистатическом приближении на любой заданной частоте. Очевидно, что эти распределения могут существенно отличаться на «входном» и «выходном» МГЕР. Магнитная (индуктивная) и электрическая (емкостная) энергии, запасаемые в отдельности каждым резонатором, определяются как суммы активной и реактивной энергий, которые принято называть полными или комплексными энергиями [156], вычисляются по формулам, аналогичным [15]: