Исследование управляемых микрополосковых резонаторов и фильтров на сегнетоэлектриках
ВВЕДЕНИЕ
СВЧ–фильтры активно используются в различных областях электроники, таких как радиотехника, телекоммуникации и радиомониторг, для выделения, подавления и поиска заданных частот. Развитие систем связи и загрязнение радиопространства ведет к увеличению количества используемых СВЧ–фильтров, однако снизить стоимость и массогабаритные размеры устройства можно, используя перестраиваемые СВЧ–фильтры. Проектирование и создание полосно–пропускающих фильтров, обладающих малыми потерями и размерами, а также эффективной управляемостью, позволяет увеличить производительность систем связи и улучшить пропускную способность.
Развитие современных технологий позволяет использовать новейшие методы изготовления компонентов и устройств, а значит задача поиск наиболее эффективных методов проектирования и управления набирает актуальность.
содержание
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.. 8
1.1.1 Распределенные и сосредоточенные элементы.. 10
1.1.2 Резонаторы в микрополосковых линиях передач. 11
1.1.4 Полосно-пропускающие фильтры.. 15
1.2 Управляемые устройства на МПЛ.. 19
1.2.2 Механическое управление. 20
1.2.3 Оптическое управление. 20
1.2.4 Электрическое управление. 21
1.3 Сегнетоэлектрические материалы.. 22
1.3.2 Композитные материалы.. 23
1.4 Примеры фильтров с использованием сегнетоэлектрических материалов 23
ГЛАВА 2. РАСЧЕТЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ. 28
2.1.1 Измерение емкости конденсаторов. 28
2.1.2 Обработка данных измерений. 31
2.1.3 Моделирование сегнетоэлектрического конденсатора. 33
2.2 Моделирование одиночного резонатора. 37
2.2.1 Выбор конфигурации подводящих линий. 38
2.2.2 Управление с сегнетоэлектрическим конденсатором. 40
2.2.4 Локальное напыление сегнетоэлектрика в область зазоров. 47
2.3 Моделирование простейшего ППФ.. 49
2.3.2 Второй 4-хзвенный фильтр. 51
2.3.3 4-хзвенный фильтр с локальным напылением. 55
3 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.. 61
3.2 Основные опасные и вредные факторы, связанные с разработкой. 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Маттей Д.Л. Янг Л. Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ. Согласуещие цепи и цепи связи. - 1 изд. - М.: Связь, 1971. - 439 с
Jia-Sheng Hong, M. J. Lancaster Microstrip Filter for Rf/microwave Applications. - A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION, 2001. - 476 с.
David M. Pozar Microwave Engineering. - 4 изд. - Hamilton Printing, 2012. - 756 с.
Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства. - 3изд.- М.: Радио и связь, 2003.-560 с.
Ганеев Р. Р. Микрополосковый режекторный фильтр на двухмодовом кольцевом резонаторе. – 2012.
Weng M. H., Hung C. Y., Wu H. W. A novel compact dual-band bandpass filter using dual-mode resonators //IEICE transactions on electronics. – 2005. – Т. 88. – №. 1. – С. 146-148.
Сычев, А.Н. Управляемые СВЧ устройства на многомодовых полосковых структурах: науч. изд. / А.Н. Сычев. – Томск: Томский государственный университет, 2001. – 318 с
Mahmoud, A. Macro PZT MEMS based wide tunable coupled line resonator / A. Mahmoud, S. Soulimane, R. Plana and other // Microwave and Optical Technology Letters. – 2009. – Vol. 51. – No. 5. – P. 1336-1338.
Nafra A. S. et al. Indirect optical control of microwave circuits using monolithic optically variable capacitors //IEEE transactions on microwave theory and techniques. – 1999. – Т. 47. – №. 7. – С. 1365-1372.
М Erdos, B., Varga, Z., Jaro, G. Optical control of microwave filters using hotodiodes // 10th Conf. MICROCOLL. – 1999.
Вендик О. Г., Никольский М. А., Гашинова М. С. Потери на СВЧ в электродах распределенных и сосредоточенных элементов на основе сегнетоэлектриков //Письма в ЖТФ. – 2003. – Т. 29. – №. 4. – С. 5-13.
Н.Н. Антонов, и.М. Бузин, О.Г. Вендик и др. Сегнетоэлектрики в технике СВЧ. - Моска: Советское радио, 1979. - 272 с.
Vendik O. G., Zubko S. P. Ferroelectrics as constituents of tunable metamaterials Theory and Phenomena of Metamaterials ed F Capolino. – 2009.
Межкаскадная связь осуществляется с помощью связанных линий, электрические параметры которых отображаются в виде импеданса четного и нечетного режима и длины связи. Связь постоянна на рассмотренном диапазоне, но емкости входы и выхода сильно частотнозависимы. Тогда емкость связи надо менять в соответствии с центральной частотой, а также изменением ёмкости конденсатора связи. На АЧХ видно, что есть точки ослабления, и склоны более крутые чем у обычных резонаторов. Пунктир обычный фильтр с емкостной связью. Стоит отметить, что в данном случае связь между самими резонаторами никак не регулировалась.