Сверхширокополосные поглощающие устройства высокого уровня мощности

• Автор: Рубанович, Михаил Григорьевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 377 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЛЁНОЧНЫХ СВЧ АТТЕНЮАТОРОВ ВЫСОКОГО УРОВНЯ МОЩНОСТИ

1.1. Линия передачи с диссипативными потерями

1.2. Оконечные нагрузки

1.3. Фиксированные аттенюаторы

1.4. Предельно достижимая полоса частот мощных пленочных аттенюаторов и нагрузок ... . . . .

1.5. Тепловые аспекты при расчете СВЧ-аттенюаторов и СВЧ-нагрузок

1.6. Выводы
2. ДЕКОМПОЗИЦИОННЫЙ МЕТОД МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПЛАНАРНЫХ ПЛЁНОЧНЫХ РЕЗИСТОРАХ
2.1.Метод моделированичя электромагнитных процессов в планарных пленочных резисторах
2.2. Эквивалентная схема планарного пленочного резистора
2.3. Дискретизация на основе метода токовых полос
2.4. Выводы
3. ИНДУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛАНАРНЫХ ПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ
3.1. Расчет индуктивных параметров эквивалентной схемы пленочного резистора и па их основе расчёт интегральной индуктивности плёночного резистора и приведённых индуктивностей отдельных блоков. . .
3.2. Декомпозиционный подход для определения индуктивности пленочных резисторов методом среднегеометрических расстоянии. . .
3.3. Представление интегральной индуктивности пленочного резистора через декомпозиционные параметры
3.4. Интегральное соотношение для собственной индуктивности резистивной пленки
3.5. Систематизация методов расчета индуктивности микрополосковых

линий
3.6. Экспериментальное измерение и расчет по аналитическим методам индуктивности отрезков МПЛ
3.7. Метод построения дифференциальной модели для экспериментальных значений индуктивности
3.8. Оценка отклонений регрессионных и расчетных значений индуктивности МПЛ от сглаженных экспериментальных данных. . .
3.9. Калмановская фильтрация для оценки погрешности методов расчета индуктивности отрезков МПЛ
3.10. Оценка невязки экспериментальных данных п аналитических расчетов
интегральной индуктивности мнкрополоековой линии
3.12. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЕМКОСТИ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ МИКРОПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
4.1. Постановка задачи нахождения парциального распределения емкости
в МПЛ
4.2. Нахождения парциального распределения емкости в МПЛ методом конформного преобразования
4.3. Численное моделирование в поперечном сечении МПЛ методом конечных элементов
4.4. Математическая модель для поперечного сечения МПЛ
в конформно отображенной области
4.5. Результаты численного моделирования для МПЛ
4.6. Приближенный расчет распределения емкости в поперечном
сечении МПЛ
4.7. Сравнение результатов расчета методом конформного отображения
и методом конечных элементов
4.8. Сравнение точности значений емкости, полученных методом конечных элементов и по предложенной методике
4.9. Емкость плоского конденсатора прямоугольного сечения. . .
4.10. Выводы
5. ПЛЕНОЧНЫЕ АТТЕНЮАТОРЫ И НАГРУЗКИ, ВЫПОЛНЕННЫЕ НА ОСНОВЕ ТРАНСФОРМИРУЮЩИХ И СОГЛАСУЮЩИХ

ЦЕПЕЙ
5.1. Анализ проблемы и постановка задачи
5.2. Итерационный метод синтеза трансформирующих цепей с диссипативными потерями
5.3. Сходимость итерационного метода синтеза согласующей цепи
с диссипативными потерями
5.4. Синтез симметричных фильтров с диссипативными потерям . . .
5.5. Выводы
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ
6.1. Введение в задачу моделирования тепловых процессов . . . .
6.2. Моделирование теплового поля элемешарного декомпозиционного блока резистивной пленки
6.3. Моделирование теплового поля пленочного резистора на основе
метода декомпозиции
6.4. Кусочно - линейная аппроксимация температурного поля на поверхности плёнки
6.5. Экспериментальное исследование тепловых режимов аттенюатора в тонкопленочном исполнении
6.8. Выводы
7. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МОЩНЫХ АТТЕНЮАТОРОВ И МОЩНЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ НА ПЛАНАРНЫХ ПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРАХ
7.1. Многоэлементная плёночная СВЧ нагрузка
7.2. Способы построения мощных аттенюаторов
7.3. Электромагнитное моделирование пленочного резистора. .
7.4. Метрологические аттенюаторы для телевизионной передающей аппаратуры
7.5. Универсальный широкополосный модульный аттенюатор большой мощности для работы с радиопередающей аппаратурой
7.6. Широкополосные плёночные СВЧ аттенюаторы высокого уровня мощности нового поколения
7.7. Широкополосная амплитудно-частотная коррекция

распределением тока, большая часть которого сосредоточена в приповерхностном (к диэлектрической подложке) слое, равном толщине скин - слоя. Кроме того, имеет место неоднородное распределение тока и поперечном сечении резистивной плёнки: плотность тока максимальна на краях поперечного сечения резистивной пленки и минимальна в её центре

При реализации нагрузок и аттенюаторов большой мощности (согни Вт или единицы кВт), работающих в диапазоне СВЧ, пленочная технология обладает рядом положительных достоинств перед коаксиальными п волноводными нагрузками: конструктивная и технологическая простата, малые габариты и вес, удобство отвода тепла. Но требуемая мощность рассеивания на каждом СВЧ-резисторе обуславливает реализацию резистивных элементов со значительной площадью поверхности резистивной пленки. Это связано с тем, что для пленочного резистора с малой площадью предельно допустимая мощность СВЧ сигнала будет также иметь малое значение. Данная ситуация существенно усложняет задачу обеспечения широкополосных свойств пленочных резисторов при работе па большом уровне входной мощности СВЧ сигнала.
Мощные нагрузки могут быть реализованы па одном элементе, но надо учитывать его способность рассеивать мощность без превышения допустимой температуры. Из практики известно, что пленочный резистор с номинальным значением 50 пли 75 Ом, нанесенный на берпллиевую керамику размером 20*20*6 (мм), которая установлена па радиатор с воздушным обдувом, обладает максимальной мощностью рассеяния 200 Вт. При такой мощности температура в самой нагреваемой области на поверхности резистивной пленки не превышает 120°С. Это вполне допустимо для эксплуатации аттенюатора с указанными габаритными размерами без ограничения времени работы. Для повышения максимальной мощности рассеяния свыше 200 Вт можно увеличить габаритные размеры пленочного резистора, увеличить площадь радиатора, увеличить производительность