Ю. М. Поплавко, Ю. В. Прокопенко, В. А. Казміренко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» Просп. Перемоги, 37, Київ 03056

Тел. +38 044 411 3905, Факс: +38 044 236 5932 e-mail: poplavkotcbjeee. ora М. Джонг і С. Бек Науково-технічний університет Поханг, Корея

Анотація високодобротні перебудовувані діелектричні резонатори (ДР) і фільтри на їх основі, а також Полоскова фазообертачі СВЧ сконструйовані на базі багатошарових діелектричних структур, ефективна діелектрична проникність sef яких управляється пьезоактюатором. Вперше запропоновано гібридні фазообертачі для полоськових ліній передачі. Отримані СВЧ компоненти характеризуються низькими втратами і не мають принципових обмежень по частоті.

I. Вступ

Як ферритові фазообертачі, що використовують управління магнітною проникністю ц, як і р-/-л-діоди з електронним управлінням провідністю с. можуть успішно працювати на частотах до 20-40 ГГц. Використовують діелектричне управління s (Е) плівкові сегнетоелектрічеськие пристрою поки ще недосконалі. Пристрої на поверхневих або об’ємних акустичних хвилях також мають обмеження діапазону робочих частот в області 5-10 ГГц. Таким чином, всі відомі електронні пристрої управління фазою СВЧ мають недостатню ефективність при переході до міліметровому діапазоні хвиль. Тому пошук нових можливостей управління фазою СВЧ є актуальним завданням.

II. Спосіб управління фазою НВЧ сигналу

Мікрополоскова, копланарние і щілинні лінії широко поширені в інтегральних мікросхемах СВЧ. Крім переваг інтегрованості, вони також характеризуються широким діапазоном робочих частот. Тому можливість динамічного управління фазовими характеристиками таких ліній становить особливий інтерес. У нових конструкціях діелектричних фазовращателей, також як і в сегнетоелектричних, здійснюється управління параметром s (Е). Але тепер це ефективна 8еф, Яка у багато разів менше, ніж s сегнетоелектриків, що полегшує узгодження пристрою. Управляється 8еф шляхом зміни властивостей багатошарової діелектричної структури за допомогою пьезоактюатора.

Спосіб пьезоуправленія властивостями микрополосковой лінії описаний раніше в [2], не є оптимальним. Це пояснюється тим, що електромагнітне поле микрополосковой (копланарной) лінії сконцентровано переважно в міжелектродному просторі і тому слабо обурюється рухомим діелектриком, рис. 3 (a). Очевидно, що більш сильне управління може бути досягнута і при малих зазорах завдяки більш сильному обуренню електромагнітного поля.

У даній роботі пропонується отримувати сильні збурення електромагнітного поля шляхом введення на шляху силових ліній електричного поля неоднорідності у вигляді керованого повітряного зазору. Розрахунок показує, що таким чином можна поліпшити електромеханічну керованість майже в три рази. Крім того, існує сильна залежність характеристик лінії від величини

діелектричної проникності рухомого діелектрика. Ці розрахунки підтверджено експериментально.

Таким чином, ефективність управління фазовими властивостями лінії передачі можна істотно підвищити як за рахунок підвищення діелектричної проникності рухомого діелектрика, так і за допомогою введення «Відриваються» від підкладки електродів. Низькі значення внесених втрат до міліметрових хвиль включно отримані за рахунок використання високодобротних СВЧ кераміки. Розрахунок характеристик проведено методом кінцевих елементів для частоти 10 ГГц. Експеримент проведено на панорамних аналізаторах мереж.

Відмінною рисою запропонованого способу управління є низький рівень внесених втрат, які переважно обумовлені втратами в діелектричних шарах і можуть бути вельми малими при використанні високодобротних СВЧ матеріалів.

Пропонований тут спосіб управління раніше був використаний нами для зміни резонансної частоти складеного діелектричного резонатора [4], а також для створення волноводного діелектричного фазовращателя з пьезоуправленіем [5].

Анотація Представлені конструкція та експериментальні характеристики НВЧ фазовращателя (ФВ) на основі хвилеводно-щілинної лінії (ВЩЛ), що містить плівку сегнетоелектрик (СЕ). Перебудова фази сигналу відбувається за рахунок зміни діелектричної проникності СЕ плівки при подачі напруги,. У робочій смузі частот (27 – ^ 31 ГГц) ФВ забезпечував безперервне зміна фази сигналу на 360 °. Параметр якості ФВ становить 57 град / дБ.

I. Вступ

Інтерес до перебудовуваним СВЧ пристроїв на основі СЕ обумовлений такими особливостями цих матеріалів: висока швидкодія, можливість роботи при підвищених рівнях НВЧ потужності, низький рівень енергоспоживання, низька вартість [1, 2].

В роботі наведені конструкція та експериментальні характеристики 30 ГГц ФВ на основі плівок (Ba, Sr) Ti03.

II. Основна частина

Величина фазового зсуву в лінії ФВ визначається наступним виразом:

Рис. 4. Характеристики відгалужувачі Fig. 4. Parameters ofLTCC coupler

В рамках цих робіт була виділена і вирішена самостійна задача розробки переходу із симетричною Полоскова лінії на микрополосковой лінію.

IV. Висновок

Досвід виготовлення НВЧ пристроїв на базі багатошарових плат по LTCC-технології з кераміки Green Тарі 951 показав принципову можливість використання для виробництва об’ємно СВЧ пристроїв звичайного обладнання товстоплівкових ділянок.

Розробка активних пристроїв на LTCC до теперішнього часу не проводилася, але входить в подальші плани з освоєння цієї перспективної технології.

DESIGN AND INVESTIGATION OF 3D MICROWAVE DEVICES MANUFACTURED UNDER THE LOW-TEMPERATURE CO-FIRED CERAMIC PROCESS

Zimin R. A., Logvinenko S. D., Kishchinskiy A. A., Krylov В. V., Frolova N. V.

‘CNIRTI’ Federal State-Owned Unitary Enterprise 20 Novaya Basmannaya St., Moscow, Russia, 105066 phone +7 (95) 2639724 e-mail: amplifiers@mail.ru

Abstract This report describes the opportunities presented by the LTCC technology, its implementation and its practical application in the manufacture of 3D microwave devices.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.