В. В. Радченко ЗАТ «Мітех», 141120, м. Фрязіно, Московської обл., Вул. Вокзальна, 2а тел. (095) 465-86-95, e-mail: optimizer@yandex.ru


Анотація – Пропонується метод компенсації при розрахунках полів вищих типів хвиль, що поширюються за межами неоднорідностей. Реалізована на його основі модель планарного резонатора дозволяють розширити в сторону верхніх частот область застосовності квазістатичних моделей планарних ліній передач, що використовуються в системах комп’ютерного моделювання.

1.                                           Введення

Для аналізу та синтезу (визначенні топологічних розмірів) планарних СВЧ-пристроїв в широкій смузі частот традиційно використовують різні чисельні методи – електродинамічний метод, спектральний метод, метод кінцевих елементів та ін Всі ці методи мають один загальний недолік – високу трудомісткість обчислень, що ускладнює їх застосування при оптимізації характеристик проектованих НВЧ-пристроїв.

В якості альтернативи використовують швидкі методи розрахунку планарних компонентів, засновані на квазістатичних методах, які придатні для визначення параметрів планарних ліній передач (ПЛП), і обчисленні матриць СВЧ-пристроїв в цілому на основі телеграфних рівнянь і теорії довгих ліній.

Наближення довгих ліній оперує з параметрами поширюються в ПЛП квазі-Т хвиль і не враховує затухаючих полів вищих типів хвиль, що виникають на неоднорідностях, в місцях стиків ліній різних перерізів, їх вигинів або розгалужень. Якщо електрична довжина неоднорідності стає порівнянної з довжиною підвідних ПЛП, то впливом неоднорідності на розраховуються характеристики знехтувати не можна.

Для розширення області застосування методу довгих ліній в бік більш високих частот можна використовувати моделі планарних резонаторів простої геометричної форми (прямокутної, трикутної, круглої і ін), для яких відомі аналітичні функції Гріна [1]. Подання таких елементів еквівалентними плоскопараллельнимі хвилеводами дозволяє враховувати в них виникнення і поширення вищих типів хвиль.

2.    Теорія

Рис. 7. Розрахунок втрат пропускання ФНЧ, виконаний з урахуванням зв’язку між резонаторами

Загальний час розрахунку характеристик (160 частотних точок) становило 10 – 15 сек на ЕОМ з тактовою частотою 1,5 ГГц, що дозволяло використовувати розроблену модель спільно з програмами оптимізації характеристик СВЧ-ланцюгів.

Розрахунок ФНЧ (див. рис. 8) з використанням програми, в якій реалізований метод кінцевих елементів, не показує будь-яких переваг у порівнянні із запропонованим методом. Час розрахунку склало 30 хвилин.

Рис. 8. Розрахунок втрат пропускання ФНЧ, виконаний методом кінцевих елементів

Fig. 8. Calculation of transmission loss of LPF, designed using finite element technique

4.    Висновок

Результати перевірки розробленого способу моделювання неоднорідностей в планарних СВЧустройствах, що дозволяє компенсувати при розрахунках затухаючі поля вищих типів хвиль, що поширюються за межами неоднорідностей, показали його високу ефективність при розрахунку мікрополоскових фільтрів в сантиметровому діапазоні довжин хвиль.

5. Список літератури

[1]. Гупта К., ГарджР., Чадха Р. Машинне проектування НВЧ-пристроїв: Пер з англ. / Под ред.

В. Г. Шейнкман. – М.: Радіо і зв’язок, 1987. – 432 с.

[2]. Gupta К. С., Abouzahra М. D. Planar Circuit Analysis / / Numerical Methods for passive Microwave and Millimeter Wave Structures. Ed. Sorrentino R. – IEEE Press.

—     1989.— pp. 214—233.

[3]. Сергєєв А. А., Бахарєв С. І., Смирнов В. П. Неоднорідності і вузли в багатошарових полоськових і щілинних лініях. Методичний посібник розробника СВЧустройств / / Гонти. 1989, С. 182-198.

[4]. Радченко В. В. Аналіз і оптимізація характеристик активних і пасивних мікрополоскових СВЧустройств на персональних ЕОМ / / Електронна техніка. Сер. 1 Електроніка СВЧ, 1995, вип. 2, с.45-53.

SIMULATION OF MICROWAVE DEVICES DISCONTINUITIES

V.                                     V. Radchenko "Mitec" Com Ltd.

2a, Vokzalnaya St., Fryazino, 141120,

Moscow Region, RUSSIA tel. (095) 465-86-95, e-mail:optimizer@yandex.ru

Abstract Presented in this paper is the compensation technique for calculation of high types of the waves, propagated out of discontinuities boundaries. Planar resonator model, designed on its basis allows to widen the applicability of quasi static models of planar lines used in CAD.

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