Моделирование частотно-избирательных и коммутационных СВЧ устройств для систем автоматизированного проектирования

• Автор: Петров, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 330 с. : ил.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТНО-ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Специальность 05.13.12 - Системы автоматизированного проектирования
(в промышленности)
Специальность 05.12.07 - Антенны и СВЧ устройства
На правах рукописи УДК 681.3.06;
Петров Александр Сергеевич
Диссертация
на соискание ученой степени
доктора технических наук
Москва

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Глава 1. Систематика фильтров СВЧ и базовые подходы к
автоматизации их проектирования
1.1. Анализ основных направлений разработки фильтров СВЧ
1.2. Методы проектирования фильтров
1.3. Блок-схема систематики процессов автоматизированного проектирования фильтров СВЧ
1.4. Выводы
Глава 2. Планарные фильтры
2.1. Состояние разработок планарных фильтров
2.2. Автоматизированный синтез класса микрополосковых фильтров с параллельно связанными резонаторами
2.3. Машинное проектирование шлейфных микрополосковых фильтров с псевдоэллиптической АЧХ и диплексеров
на их основе
2.4. Фильтры и цепи дендритового типа
2.5. Синтез микрополосковых фильтров, образованных отрезками передающих линий, связанных торцевыми емкостными зазорами
2. 6. Микрополосковые полоснозапирающие фильтры
2.7. Звенья фильтров шпилечного типа
2.8. Особенности синтеза фильтров со сложными формами резонаторов и связями между несоседними резонаторами
2.9. Расчет элементов фильтров, сконструированных на основе многопроводной системы связанных линий передачи
2.10. Выводы

Глава 3. Многоканальные коммутационные устройства
3.1. Принципы создания и проектирования многоканальных коммутационных СВЧ устройств
3.1.1. Типы коммутационных СВЧ устройств
3.1.2. Методы анализа многоканальных коммутационных устройств
3.2. Синтез лестничных каскадных схем выключателей
3.3. Проектирование каскадных схем выключателей
с инверторами импедансов и проводимостей
3.4. Предельные сооотношения для твердотельных переключателей лучевого типа
3.5. Матрица импедансов базового сочленения микрополосковых линий, входящего в состав переключателей
3.6. Многомерные коммутационные матрицы
3.7. Выводы
Глава 4. Фазовые и амплитудные модуляторы
4.1. Метод виртуального импеданса для синтеза дифференциальных фазовых и амплитудных модуляторов отражательного типа
4.2. Оптимизация схем фазовращателей на переключаемых отрезках длинных линий по вносимым потерям
4.3. Особенности проектирования схем фазовращателей
с твердотельными резонансными решетками
4.4. Выводы
Глава 5. Резервирование коммутационных устройств
5.1. Оптимизация схем резервированных переключателей по критерию устойчивости их характеристик к отказам ключевых элементов

1.3. Блок-схема систематики процесса проектирования фильтров СВЧ
По результатам проведенного выше анализа базовых идей проектирования селективных СВЧ устройств разработана блок-схема общего процесса синтеза электрических цепей и фильтров СВЧ, подлежащего автоматизации на основе применения современных информационных технологий; она представлена на рис. 1. 3.1. Сделаем к ней необходимые пояснения. Исходной предпосылкой для начала реального формотворчества в данной области является осознание самого феномена наличия в природе явлений электромагнетизма и выделения присущих ему структурных уровней, или качественных слоев. На данной схеме отмечены две базовые качественные характеристики электромагнетизма - частотная и энергетическая. Каждая из последних, в свою очередь, охарактеризована тремя собственными структурными слоями. Изменение базовой частотной характеристики приводит к качественному изменению в проявлениях электромагнетизма - электрические токи, электромагнитные волны и, наконец, кванты, или фотоны. Брадация интенсивности электромагнитных процессов по трем энергетическим уровням (низкий, средний и высокий) вполне традиционна. Нет сомнения в том, что при гипервысоких уровнях мощности должны происходить интереснейшие явления, но о них мы можем лишь только догадываться. Взаимодействия на уровне единичных квантов (предельно малые уровни сигнала) также имеет существенные особенности.
Для создания реальных изделий вначале необходимо исследовать физические явления, возникающие при взаимодействии электромагнетизма с природными материальными средами, а приступая к целенаправленному формотворчеству, и с искусственными конструктивными объектами. На этом этапе происходит вычленение канонических физических форм и создание