Исследование микрополосковых структур и разработка управляемых устройств СВЧ техники на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

005003494

Лексиков Андрей Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СТРУКТУР И РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЕМЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ ТЕХНИКИ НА ИХ ОСНОВЕ

Специальность 01.04.03 - радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ДЕК 2011

Красноярск - 2011

005003494

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

заслуженный изобретатель РФ Беляев Борис Афанасьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Слабко Виталий Васильевич

кандидат технических наук, доцент Бутаков Сергей Владимирович

Ведущая организация: Томский государственный университет

Защита состоится «22» декабря 2011 г. в 14.00 часов в аудитории Б-228 на заседании диссертационного совета Д 212.099.04 при ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660074, Красноярск, ул. Киренского, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660074, Красноярск, ул. Киренского, 26.

Автореферат разослан « I?» ноября 2011

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.099.04 к.т.н., доцент

Ю.П. Саломатов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие современных систем связи, радиолокации и радионавигации невозможно без создания новых и совершенствования известных управляемых СВЧ устройств, таких как перестраиваемые фильтры, фазовращатели, делители мощности и т.д. При этом под совершенствованием подразумевается не только улучшение их электрических характеристик, но и уменьшение размеров, что особенно актуально в случае их использования в бортовых системах. Так, в фазированных антенных решетках бортовых радиолокационных систем с электронным сканированием радиолуча количество названных выше устройств может составлять несколько сотен, определяя в значительной степени габариты и массу системы в целом.

Огромная номенклатура требуемых характеристик устройств, работающих к тому же в разных диапазонах частот, привело к созданию большого разнообразия конструкций с использованием различных физических принципов, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. К настоящему времени известно несколько основных подходов к конструированию управляемых устройств, которые отличаются не только физическими принципами работы, но и способами управления. В частности, в устройствах с магнитным управлением, работа которых основана на явлении ферромагнитного резонанса (ФМР), используют сферы из железо-итгриевого граната (ЖИГ), или монокристаллические пленки ЖИГ в конструкциях на магнитостатических волнах (МСВ). В устройствах с электрическим управлением используются либо подложки и пленки из активных материалов (сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, жидких кристаллов, высокотемпературных сверхпроводников), либо управляемые сосредоточенные элементы, такие как р-г'-н-диоды, варикапы и вариконды, а также микроэлектромеханические системы. В последние годы вновь значительно увеличилось количество работ, посвященных разработке устройств на основе полупроводниковых варакторов. Во многом это связано с технологическим про-

грессом, позволившим создать новые поколения полупроводниковых высокодобротных варакторов, имеющих меньшие паразитные емкости и индуктивности, и способных поэтому работать на более высоких частотах, С использованием варакторов авторы создают конструкции перестраиваемых фильтров, управляемых фазовращателей, перестраиваемых антенн, различных нелинейных СВЧ устройств.

Наибольший интерес у исследователей вызывают микрополосковые конструкции, которые, как известно, отличаются миниатюрностью, технологичностью в производстве, наиболее развитыми системами автоматизированного проектирования, простотой интегрирования с другими конструкциями и модулями. Все это, наряду с малыми напряжениями и мощностью управления, а также сравнительно высокой скоростью перестройки, делает микрополосковые устройства наиболее привлекательными для разработчиков различных радиотехнических систем. Важно отметить, что при проектировании любых микрополосковых устройств с варакторным управлением, в том числе фильтров, основным звеном большинства конструкций, как правило, служит перестраиваемый резонатор, характеристики которого и определяют качество устройства в целом. Однако каких-либо систематических исследований, направленных на выяснение как закономерностей, связывающих величину перестройки микро-полоскового резонатора с его конструктивными особенностями, так и возможностей создания на основе таких резонаторов других, кроме фильтров, устройств, не проводилось. Все выше сказанное подтверждает актуальность темы диссертационной работы, которая посвящена исследованию резонансных микрополосковых нерегулярных структур и созданию новых конструкций управляемых СВЧ устройств на их основе.

Цель диссертационной работы. Разработка и исследование конструкций управляемых устройств на микрополосковых резонаторах с варакторной перестройкой частоты.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

4

1. Исследование поведения собственных частот нижайших мод колебаний четвертьволнового микрополоскового резонатора в зависимости от его конструктивных параметров.

2. Исследование влияния конструктивных параметров варакторно-перестраиваемого четвертьволнового микрополоскового резонатора на величину перестройки собственной частоты первой моды колебаний.

3. Разработка конструкции варакторно-перестраиваемого микрополоскового полосно-пропускагащего фильтра с октавной перестройкой центральной частоты.

4. Разработка и исследование на основе микрополосковых варакторно-перестраиваемых резонаторов конструкций управляемого делителя мощности, управляемого фазовращателя, управляемой линии задержки для гигагерцового диапазона частот.

Научная новизна работы. Новые научные результаты, полученные в работе, состоят в следующем:

1. Выявлены закономерности в поведении частот собственных мод варакторно-перестраиваемого четвертьволнового микрополоскового резонатора, на основе которых разработана конструкция фильтра с перестройкой частоты более октавы.

2. Разработана оригинальная конструкция двухканального делителя мощности с управляемым в пределах 30 дБ коэффициентом деления.

3. Разработаны и исследованы две оригинальные конструкции управляемых фазовращателей с высоким значением фактора качества. Получено соотношение, связывающее величину дифференциального сдвига фазы с нагруженной добротностью резонаторов и величиной перестройки их частоты.

4. Разработана оригинальная конструкция управляемой линии задержки на основе пары микрополосковых резонаторов с близкими к уравновешенным коэффициентами связи.

Практическая ценность работы. Разработана конструкция электрически управляемого полосно-пропускающего фильтра с большим, более октавы, диа-

5

пазоном перестройки частоты. Разработаны две конструкции управляемых фазовращателей, для которых выведена формула, позволяющая оценить величину управляемого сдвига фазы. Показано, что на основе предложенных конструкций можно реализовать управляемые фазовращатели с добротностью не хуже 120 град/дБ. Разработана конструкция двухканапьного делителя мощности с управляемым коэффициентом деления до 30 дБ. Предложена конструкция линии задержки, позволяющая реализовать бездисперсионные устройства с относительной шириной рабочей полосы частот до 5%, с управляемым изменением времени задержки до 20 не па частотах порядка I ГГц и до I не на частотах около 10 ГГц. Все устройства отличаются простотой конструкций, имеют хорошее согласие численного анализа с экспериментом, в том числе на основе одномерных моделей и квазистатического приближения, и реализуемы в частотном диапазоне от 0.5 до 10 ГГц. Сформулированы рекомендации по проектированию управляемых устройств на основе исследованных конструкций.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Применением скачка волнового сопротивления можно увеличить, при прочих равных условиях, частотную перестройку четвертьволнового микропо-лосковош резонатора, а значит, и фильтра с варакторным управлением.

2. На основе взаимодействующих микрополосковых резонаторов можно создавать варакторио-управляемые устройства: делители мощности, фазовращатели и бездисперсионные линии задержки.

3. Дифференциальный фазовый сдвиг управляемого фазовращателя на основе взаимодействующих резонаторов определяется нагруженной добротностью резонаторов и их числом, а также относительной отстройкой частоты.

4. Конструкции управляемых устройств на основе варакторно-перестраиваемых нерегулярных микрополосковых резонаторов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 7-й Всероссийской научно-технической конференции «Решетневские чтения» (Красноярск, 2003 г.), Итоговой конференции Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по естественным, техническим наукам и инноваци-

6

онным научно-образовательным проектам (Москва, 2004 г.), на Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» (Томск, 2003, 2004 г.), на Международной конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (СгиУПСо) (Севастополь, 2004 г.), на Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 80-летию со дня рождения Генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (Красноярск, 2004 г.), Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов, посвященной 110-й годовщине Дня радио (Красноярск, 2005 г.), 3-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы радиофизики», (Томск 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 1 статья в журнале из перечня ВАК и 2 описания к патентам РФ на изобретения.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложения. Общий объем диссертации - 136 страниц, включая 83 рисунка, 2 таблицы и 2 страницы приложения. Библиографический список содержит 151 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы, представлена научная и практическая ценность, сформулированы цели и задачи исследования, представлены положения, выносимые на защиту.

Первая глава является обзорной и посвящена управляемым устройствам СВЧ. В этой главе рассматриваются различные способы создания управляемых СВЧ устройств, среди существующих способов выделяются устройства с электромеханическим и фотоуправлением, однако основное внимание уделяется электрически управляемым устройствам СВЧ.

Все электрически управляемые устройства СВЧ разделены на устройства на основе активных сред, выполненные на подложке из управляемого материа-

л а, магнитная и диэлектрическая проницаемость которого меняется под воздействием внешнего электрического или магнитного поля, и устройства с сосредоточенными управляющими элементами, в составе которых находятся элементы, у которых под воздействием тока или напряжения меняются их параметры. Также отмечены устройства на основе гиромагнитных резонаторов и МСВ. Рассмотрены преимущества и недостатки каждого из способов управления. В качестве резюмирующего примера представлена таблица из работы [1], посвященная фазовращателям для фазированных антенных решеток, в которой сравниваются устройства, функционирующие на основе различных физических принципов.

Таблица 1.

Сравнение эксплуатационных характеристик фазовращателей различных типов [1].

На основе СЭ На основе полупроводников На основе ферритов На основе МЭМС

Стоимость Низкая Высокая Очень высокая Низкая

Надежность Хорошая, не менее миллиона циклов (требуются дополнительные исследования) Очень хорошая Отличная Хорошая, не менее миллиона циклов (требуются дополнительные исследования)

Максимальная управляемая мощность Более 1 Вт Десятки ватт Киловатты менее 50 мВт

Скорость переключения Высокая, единицы не Высокая при малых мощностях, мене 1 не Низкая, 10100 мкс низкая, 10100 мкс

Устойчивость к облучению Высокая Плохая Высокая Высокая

Потребляемая мощность Низкое, единицы мкВт, при токе менее 1 мкА Низкая, менее 10 мВт Высокая, около 1 Вт незначительная

Вносимые потери -5 дБ (18-26.5 ГГц) -2 дБ (26.5-40 ГТц) < 1 дБ (8-12 ГГц) -2.3 дБ (26.5-40 ГГц)

Размеры Очень маленькие, единицы мм2 Маленькие, десятки мм2 Большие Маленькие

Линейность до +60 дБмВт до+35-+40 дБмВт до +80 дБмВт

Сделан вывод о том, что микрополосковые конструкции устройств с ва-

ракгорным управлением недостаточно изучены.

Вторая глава посвящена исследованию влияния конструктивных параметров четвертьволнового резонатора на поведение его собственных мод колебаний. Для этого были решены уравнения из работы [2] для симметричных и антисимметричных колебаний.

д Г | В промежутке х<Ц:

. ' м Т «<. I 1

'¡ЧФ-I__,_ZL__J

—i-----!-----i-► U(x)-ZIls\n(—Jz^x)s'mu)i

О Lt ¿,+¿2 С (J)

/(X) = /, sin(- ,/i^x) COS (й! Рис. 1. Топология полосковых провод- с

ников четвертьволнового микрополос- U{x) = -Z / cos(— Jc~~x)sinwi

нового резонатора. 11 сv "фф

В промежутке же L, <x<L,+L, уравнения для симметричных и антисимметричных колебаний совпадают и имеют вид:

/(*) = Д sin(- /£:эфф(Х, +L2 +„r)) cos cor

^ и (2)

U(x)=ZJ2 sin(—+L2 +x))sinco/

С учетом граничного условия !/(*) = 0|1=0 и того, что в точке L- ток и

напряжение непрерывны, было получено окончательное уравнение, которое и исследовалось в последующем:

2 TTF

■ 1г.

(3)

2эфф

1§(е,)1Е(е2ь|^=о

Для решения уравнения использовалось условие: 0,=63,

при этом мы воспользовались равенством:

э

F 2-е©. +9,) „ „I

= ——, где = ^ 2,=г, - частота

^10 я

регулярного резонатора

электрической длиной 9, +02.

Тогда аналитическое решение для первой моды имеет вид:

(4)

А для второй моды: 4

,<,-(71-30%

I

(5)

Решения представлены на рис. 2, где по оси абсцисс отложен десятичный логарифм отношения и-) к и':, а по оси ордштт - частота, нормированная на частоту первой моды регулярного МПР. Видно, что для получения как можно более широкой высокочастотной полосы заграждения в фильтре необходимо делать как можно больший скачок волнового сопротивления.

Далее исследовалось влияние отношения геометрической длины высо-коомной части резонатора к его полной длине.

се «

ей

Я

<Я ВЭ О 8* 2 а

Рис. 3. Поведение частот первой и вто-Рис. 2. Поведение частот первой и вто- рой моды колебаний четвертьволнового

рой моды колебания четвертьволнового резонатора от величины СВС.

МПР от соотношения длин высокоом-ного и низкоомного участка резонатора.

При решении этой задачи было невозможно найти аналитическое решение и поэтому данное уравнение решалось численно:

2пР

2,

ю

Для этого в изначальное уравнение ввели параметр к =

- отно-

сительную длину высокоомного участка, и уравнение приобрело следующий вид:

Решения приведены на рис. 3, где по оси абсцисс отложен параметр к, а по оси ординат нормированная частота. Штрихами обозначены результаты для второй моды, сплошной линией - для первой.

Из рис. 3 следует, что для достижения максимального сдвига частоты второй моды относительно первой, а следовательно, и максимально широкой полосы заграждения следует длину высокоомного и низкоомного участков МПР делать одинаковой.

Следующим объектом исследования стал четвертьволновый резонатор с варакторной перестройкой частоты и перестраиваемого фильтра на его основе.

Теоретическое исследование четвертьволнового резонатора проводилось численным расчетом одномерной модели, составленной из последовательно соединенных регулярных участков микрополосковых линий, параметры которых определялись в квазистатическом приближении. Обнаружено, что с увеличением скачка волнового сопротивления отрезков линий передачи, образующих МПР, растет отношение Гек/^с-*, а значит, увеличивается и диапазон перестройки резонатора.

Экспериментальная проверка полученных результатов проводилась на четырех образцах, изготовленных на подложке из поликора (е=9.8) толщиной 1 мм, у которых длина полоскового проводника была равной 20 мм. Перестройка МПР осуществлялась одним и тем же варактором ЗА637Г-6, соединяющим конец полоскового проводника с экраном. На рис. 4 показаны зависимости относительной перестройки резонансной частоты МПР от прило-

(7)

женного к варактору напряжения и. Кривые (1) и (2) построены для образцов с регулярными проводниками шириной 5 и 0.5 мм соответственно, а кривые (3) и (4) - для нерегулярных МПР, у которых мм, м>2=0.5 мм, при отношении электрических длин регулярных отрезков соответственно 82«01 и в2~в !/2. Следует отметить, что наблюдаемые на вольт-частотных характеристиках небольшие «изломы» отражают вольт-фарадную характеристику используемых в эксперименте вараюгоров. Из рисунка видно, что в случае использования регулярного резонатора его перестройка увеличивается с уменьшением ширины иолоскового проводника. Это связано с соответствующим уменьшением погонной емкости микрополосковой линии, образующей МИР, которая, очевидно, шунтирует емкость варактора. Видно также, что при уменьшении ширины проводника в 10 раз (с 5 до 0.5 мм) относительная перестройка МПР возрастает всего лишь на 1/3. Однако в нерегулярном резонаторе при таком же по величине скачке ширины полоскового проводника и правильном выборе соотношения электрических длин его регулярных участков перестройка увеличивается в три раза.

Рис. 4. Зависимость относительной перестройки резонансной частоты МПР от приложенного к варактору напряжения.

Полученные результаты были использованы при создании микропо-лоскового фильтра с окгавной перестройкой частоты. Была предложена конструкция фильтра, выполненная на гибридной подложке. В этом случае от-

резки линий МТ1Р с высоким волновым сопротивлением изготавливаются на подложке с меньшей диэлектрической проницаемостью, а участки линий с низким сопротивлением - на подложке с высокой проницаемостью. В подтверждение вышесказанному на рис. 5 представлены АЧХ фильтра, гибридная подложка которого составлена из пластин двух материалов - поликора (е=9.8) и керамики ТБНС (£=80). Характеристики построены при различных значениях емкости варактора. При этом параметры топологии проводников фильтра были подобрань! так, чтобы ширина полосы пропускания ДР3~70 МГц оставалась неизменной во всем диапазоне перестройки устройства. Видно, что центральная частота такого фильтра Бо изменяется уже в пределах больше октавы (0.58-1.27 ГГц).

Рис. 5. АЧХ перестраиваемого фильтра на гибридной подложке при различных значениях емкости варакторов.

Третья глава посвящена исследованию конструкции управляемого делителя мощности. Предложено две конструкции, показанные на рис. 6.

Принцип действия делителя следующий. Каждый канал делителя представляет собой перестраиваемый полосовой фильтр. При одинаковой настройке фильтров мощность входного сигнала делится поровну между каналами. При подаче управляющего напряжения на пару варакторов одного из каналов его полоса пропускания смещается вверх по частоте, при этом частота обрабатываемого сигнала попадает на склон полосы пропускания, что

0

0.4 о.б 0.8 1.0 1.2 Частота, ГГц

приводит к отражению сигнала от входа управляемого канала, тем большему, чем больше вышеупомянутое смещение полосы пропускания канала по частоте. Отраженная при этом мощность поступает во второй канал. Последнее обстоятельство является достоинством подобной конструкции, т.к. оно позволяет разрабатывать делители с высоким коэффициентом полезного действия.

Рис. 6. Конструкция электрически управляемого двухканального делителя мощности на основе полуволновых резонаторов (а) и четвертьволновых резонаторов (б).

В качестве примера на рис. 7 представлены амплитудно-частотные характеристики рассмотренного устройства со следующими конструктивными параметрами. Подложка толщиной /г=1 мм имеет относительную диэлектрическую проницаемость г = 9.8. Ширина полосковых проводников наружных, низкоомных участков резонаторов м>1 = 3 мм, а их длина I, = 17.3 мм. Ширина полосковых проводников внутренних, высокоомных участков МПР ч>1 = 1 мм, при их длине 17 = 17.3 мм. Величины емкостей связи следующие: С( = 1.5 пФ, С2 = 0.75 пФ, а С3 - 1.5 пФ. Черными точками на рисунке пока-

заны частотные зависимости прямых, а белыми - обратных потерь для обоих каналов в случае, когда емкости всех варакторов одинаковы и равны 2 пФ. В этом случае наблюдается деление входной мощности между каналами пополам. Сплошными линиями показаны АЧХ при увеличении емкости варакторов МПР лишь во втором канале до 4 пФ, а штриховой линией показана частотная зависимость обратных потерь. Видно, что динамический диапазон исследованного делителя мощности около 30 дБ, а относительная ширина полосы рабочих частот ~5 %.

Рис. 7. АЧХ обоих каналов делителя мощности в случае деления мощности пополам между каналами (1а и Па) и в случае разделения мощности между каналами с коэффициентом 30 дБ (16 и 116).

Четвертая глава посвящена исследованию электрически управляемых фазосдвигающих и задерживающих устройств.

В данной главе показано, что перестраиваемый полосно-пропускающий фильтр может служить управляемым фазовращателем в случае, если происходит изменение центральной частоты фильтра, или управляемой линией задержки, если происходит изменение полосы пропускания фильтра.

Первая часть главы посвящена выведению формулы позволяющей оценить величину фазового сдвига при изменении центральной частоты перестраиваемого фильтра.

.40--1-1--1-1

0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 Частота, ГГц

Данное выражение было получено на основании того, что частотная зависимость фазы в резонансе определяется формулой [3]:

1 [а>1а>Л

ф = акЛ^-А—(8) У 1 -(й>/Й>0)

где <2 - добротность резонанса, щ - резонансная частота. Учитывая, что управляемый сдвиг фазы сигнала происходит при изменении резонансной частоты последней от а^а^-к® до где ЛйК«э, и, введя обозначение ДйУйН), было получено следующее уравнение:

Аф ■= Мх агс^(-4£>8) (9)

где N -число резонаторов, О - нагруженная добротность, а 5 - параметр перестройки, определяющий рабочую полосу управляемого фазовращателя.

I

Выход

Подложка

(б)

/ Выход

С,

Вход

Рис. 8. Конструкции управляемых фазовращателя на основе регулярных четвертьволновых микрополосковых резонаторов (а) и нерегулярной микрополосковой линии, нагруженной на четвертьволновые шлейфы (б).

Используя полученную формулу, можно оценить величину управляемого сдвига фазы. Например, для фазовращателя с относительной шириной рабочей полосы частот 10% и относительной шириной полосы пропускания образующего его фильтра 20% максимальный допустимый сдвиг полосы составит тоже 10%, что соответствует 5=0.05. Для фильтра с такой величиной относительной ширины полосы пропускания 0=5, и из последней формулы

несложно увидеть, что &<р =45° на один резонанс (¿V=I), а для получения фазового сдвига в 180° потребуется 4 резонатора.

Во второй и третьей части главы предложены конструкции двух управляемых фазовращателей, представленных на рис. 8.

На рис. 9 представлены АЧХ и характеристика управляемого сдвига фазы для конструкции фазовращателя, представленного на рис. 8а, полученные при моделировании фазовращателя с рабочей полосой 10%, выполненного на основе четырехзвенного перестраиваемого фильтра с полосой пропускания 20%. Устройство достигает сдвига фазы более 160 при этом из графиков видно, что в полосе частот 1.6-5-1.7 ГГц характеристики устройства довольно равномерные. Полученный управляемый сдвиг фазы вполне соответствует вышеприведенной теоретической оценке.

Рис. 9. АЧХ и характеристики управляемого сдвига фазы четырехрезона-торного управляемого фазовращателя для нескольких значений емкости варакторов.

На рис. 10 приведена характеристика управляемого сдвига фазы для конструкции, представленной на рисунке 86. Этот результат был получен экспериментально на управляемом фазовращателе с рабочей полосой 15%. Данный фазовращатель создан на основе фильтра с полосой пропускания 47%, фильтр выполнен на основе нерегулярной микрополосковой линии передач, нагруженной на 4 четвертьволновых шлейфа с варакторно перестраиваемой резонансной частотой. Как видно из рисунка, полученный набег фазы составил более 180" при теоретической оценке 170°.

17

1.6 1.7 18 Частота, ГГц

1.5 1.6 1.7 1.8 Частота, ГГц

Для конструкции, представленной на рис. 8б, было проведено исследование влияния относительной ширины полосы пропускания на величину управляемого сдвига фазы для двух случаев. В первом из них определялась величина управляемого сдвига фазы при фиксированной отстройке центральной частоты полосы пропускания устройства, а во втором - при максимальной отстройке, которую допускает выбранная величина рабочей полосы фазовращателя. Результаты показаны на рис. 11, где сплошной линией показана первая из зависимостей, а штрихованной - вторая.

1.90 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 30 40 50 60

Частота, ГГц Л£ТГ),%

Рис. 11. Зависимости управляемого

Рис. 10. Частотные характеристики сдвига фазы от относительной ширины

управляемого сдвига фазы для несколь- полосы пропускания устройства,

ких значений смещающего напряжения Сплошная линия соответствует фикси-

на варакторах (/ — 0.5 В, 2 - 1.5 В, 3 -2 рованному значению отстройки цен-

В, 4 - 3 В, 5 - 4 В. б - 4.5 В) действую- тральной частоты, штрихованная - фик-

щего макета устройства.

сированному значению рабочей частоты фазовращателя.

Видно, что величина управляемого сдвига фазы действительно зависит от ширины полосы пропускания: чем шире полоса пропускания, тем меньше сдвиг фазы при одной и той же отстройке. При этом имеется «оптимальная» величина относительной ширины полосы пропускания (около 50%), при которой можно получить максимальный управляемый фазовый сдвиг при фиксированной ширине рабочей полосы.

Также для конструкции, представленной на рис. 8б, было показано, что с точки зрения электродинамики описанное устройство представляет собой многомодовую резонансную систему. Многомодовую в том смысле, что по-

18

лосу пропускания устройства формируют резонансы нескольких мод колебаний, а не взаимодействующие однотипные резонансные моды разных резонаторов, как это происходит в устройстве, показанном на рис. 8а.

В четвертой части главы представлен способ создания управляемой линии задержки на основе взаимодействующих микрополосковых резонаторов с варакторно-управляемой величиной связи.

Рис. 12. Конструкции управляемой линии задержки на основе двухзвен-ного фильтра с нерегулярными резонаторами, компенсированной связью в полосе пропускания (а) и преимущественно индуктивной связью (б).

Показано, что, изменяя величину полосы пропускания ППФ, мы можем варьировать ГВЗ устройства.

Далее предложены две конструкции управляемых линий задержки, представленных на рис. 12. Достоинством этих конструкций двухзвенных фильтров, выполненных на нерегулярных резонаторах, является то, что, подбирая зазор между резонаторами, мы можем контролировать величины емкостной и индуктивных связей в полосе пропускания [4], тем самым определяя ширину полосы пропускания и даже полностью компенсируя ее. Так, в конструкции, представленной на рисунке 12а, в отсутствие варактора почти полностью компенсирована связь в полосе пропускания, что приводит к появлению в полосе пропускания полюса затухания. По этой причине ширина полосы пропускания данной управляемой линии задержки полностью определяется емкостью варактора. У конструкции, представленной на рис 126, в полосе пропускания преимущественно индуктивная связь, это означает, что

при увеличении емкости варактора мы уменьшаем ширину полосы пропускания, в отличие от предыдущего случая.

На рис. 13 приведены АЧХ и характеристика ГВЗ для конструкции, приведенной на рис. 12а. Как видно из рисунка, была получена величина управляемого ГВЗ в 1.9 не на частоте 3 ГГц.

(о) о (б) 4

2.6 2.8 3.0 3.2 3, Частота, Г'Гц

2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 Частота, ГГц

Рис. 13. АЧХ управляемой линии задержки на основе двухзвенного фильтра с компенсированной связью в полосе пропускания. Сплошная линия емкость варактора Ох - 0.1 пФ, штриховая - 1 пФ.

Для конструкции, приведенной на рис. 12а, было проведено исследование частотной зависимости величины ГВЗ для двух значений ширины полосы пропускания. Эти результаты представлены на рис. 14.

20 т—¥-----1

\

15

О

К

210 и

5 0

"X.

2 4 6 8 Частота, ГГц

10 12

Рис. 14. Зависимость ГВЗ от центральной частоты фильтра для двух значений ширины полосы пропускания (черные точки - 1%, белые точки -12%).

Пятая глава посвящена описанию метода изготовления исследуемых конструкций, а также приборов, используемых при проверке работоспособности предложенных устройств.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по диссертационной работе.

В приложении приводятся патенты, полученные по теме работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Иссяедозана зависимость поведения собственных мод четвертьволнового резонатора от его конструктивных параметров. Показано, что для достижения максимального отношения собственных частот второй и первой мод колебаний в резонаторе необходим скачок волнового сопротивления, при этом отношение частот будет увеличиваться с увеличением скачка. Максимальное отношение частот достигается, когда электрическая длина высокоомной части резонатора равна электрической длине низкоомной части резонатора

2. Показано, что для четвертьволнового резонатора с варакторным управлением увеличения перестройки центральной частоты можно добшъся, создавая резонатор со скачком волнового сопротивления. При этом перестройка будет тем больше, чем больше будет скачок волнового сопротивления.

3. На основе нерегулярного четвертьволнового резонатора выполненного на гибридной подложке, где высокоомная часть находится на подложке с низким к, а низкоомная часть - с высоким е, создан двухзвенный перестраиваемый фильтр с перестройкой центральной частоты в пределах больше октавы.

4. Создана конструкция управляемого делителя мощности, выполненного на основе двух двухзвенных перестраиваемых фильтров с варакторной перестройкой частоты.

5. Разработаны две конструкции микрополосковых управляемых фазовращателей. В первом случае фазовращатель выполнен на основе нерегуляр-

21

ных четвертьволновых резонаторов с варакторным управлением. Во втором случае конструкция состоит из нерегулярной линии передачи с подключенными четвертьволновыми шлейфами с варакторным управлением. Показано, что для управляемых фазовращателей на основе перестраиваемых фильтров существует оптимальная ширина полосы пропускания перестраиваемого фильтра, которая позволяет создать фазовращатель с максимальной величиной управляемого сдвига фазы. Предложен способ создания управляемой линии задержки на основе взаимодействующих микрополосковых резонаторов с варакторно-управляемой величиной связи. Публикации автора по теме диссептаиии.

Лексиков, Ан.А„ Беляев, Б.А. Спектры собственных частот четвертьволнового микрополоскового резонатора // Тезисы докладов научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых-физиков. КрасГУ. Красноярск, - 2004. - С. 45-48.

2. Беляев, Б.А., Лексиков, A.A., Лексиков, Ан.А. Оптимизированный мик-рополосковый фильтр с варакторной перестройкой частоты // Труды 14 Международной Крымской Конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (CriMiCo), - 2004, - С. 476-478.

3 Беляев, Б.А., Лексиков, A.A., Лексиков, Ан.А. Микрополосковый электрически управляемый двухканальный делитель мощности СВЧ // Материалы Всероссийской научно-практ. конференции «Электронные средства и системы управления», - 2003. - С. 78-80.

4. Беляев, Б.А., Лексиков, Ан.А. Микрополосковый электрически управляемый двухканальный делитель мощности СВЧ // Тезисы VII Всероссийской научной конференции с международным участием «Решетнев-ские чтения», - 2003. - С. 86-87.

5 Беляев, Б. А., Лексиков, A.A., Лексиков, Ан. А. Электрически управляемый делитель мощности на основе микрополосковых четвертьволновых резонаторов // Материалы Международной научно-практ. конференции «Электронные средства и системы управления», - 2004. - С. 90-92.

6 Беляев, Б.А., Лексиков, Ан. А. Варакторно-управляемые устройства СВЧ на основе отрезков микрополосковых линий // Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция «Современные проблемы радиоэлектроники», - 2005. - С. 105-107.

7 Беляев, Б.А., Лексиков, Ан. А. Электрически управляемый фазовращатель. // Материалы докладов VIII Всероссийской научной конференции с

7. Беляев, Б.А., Лексиков, Ан. А. Электрически управляемый фазовращатель. // Материалы докладов VIII Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 80-летию со дня рождения Генерального конструктора ракетно-космических систем академика Михаила Федоровича Решетнева, - 2004. - С.111.

8. Лексиков, Ан.А. Управляемые устройства, основанные на четвертьволновых микрополосковых резонаторах с варакторной перестройкой частоты // Тезисы проектов всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по техническим наукам, - 2004. - С. 475-477.

9. Лексиков, Ан.А. Управляемые устройства, основанные на четвертьволновых микрополосковых резонаторах с варакторной перестройкой частоты // Материалы итоговой конференции всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по естественным, техническим наукам и инновационным научно-образовательным проектам, - 2004. -С. 146-149.

10. Беляев, Б.А., Лексиков, Ан. А. Варакторно-управляемые устройства СВЧ на основе отрезков микрополосковых линий // Тезисы всероссийской с международным участием научно-техническая конференция «Современные проблемы радиоэлектроники», - 2005. - С. 143-145

11. Беляев, Б.А., Лексиков, Ан. А., Лексиков, A.A. Резонансный микропо-лосковый управляемый фазовращатель // Труды Третьей международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления», - 2005, - С. 74-77.

12. Пат. 2258280 Российская Федерация. Управляемый делитель мощности. МПК Н 01 Р 5/12. Управляемый делитель мощности / Беляев Б.А., Лексиков A.A., Лексиков A.A.; опубл. 10.08.05.

13. Пат. 2298266 Российская Федерация. Управляемый фазовращатель. МПК Н 01 Р 1/185. Управляемый фазовращатель / Беляев Б.А., Лексиков A.A., Лексиков A.A.; опубл. 27.04,07.

14. Беляев, Б.А., Лексиков, A.A., Сержантов, А. М., Шабанов, В.Ф. Физические основы создания электрически управляемых микрополосковых устройств. // Известия вузов. Физика. - 2008. - № 9. - С. 36-46.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Romanofsky, R.R. Array Phase Shifters: Theory and Technology. -2007. -P. 32

2. Беляев, Б. А., Тюрнев, B.B. и др. // Препринт Института физики СО АН № 448Ф, Красноярск, - 1987. - 44 с.

3. Горелик, Г.С. Колебания и волны // Государственное издательство физико-математической литературы, М. -1959 -102 с.

4. Беляев, Б.А., Лалетин, Н.В., Лексиков, A.A. Коэффициенты связи нерегулярных микрополосковых резонаторов и частотно-селективные свойства двухзвенной секции на их основе // Радиотехника и Электроника. - 2002. - Т. 47. - № 1. - С. 14-23.

Подписано в печать 15.11.11. Формат 60x85/16, усл. печ. л. 1 Тираж 70 экз. Заказ №59

Отпечатано в типографии Института физики СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок 50/38, ИФ СО РАН

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И СИМВОЛОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. УПРАВЛЯЕМЫЕ УСТРОЙСТВА СВЧ.

1.1 Устройства с электромеханическим и фотоуправлением.

1.2 Электрически управляемые устройства СВЧ.

1.2.1 Перестраиваемые устройства на основе гиромагнитных резонаторах и МСВ.

1.2.2 Перестраиваемые устройства на основе управляемых активных сред.

1.2.3 Перестраиваемые устройства с сосредоточенными управляющими элементами.

ГЛАВА II. ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫЙ МИКРОПОЛОСКОВЫЙ РЕЗОНАТОР С ВАРАКТОРНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ И ФИЛЬТР НА ЕГО ОСНОВЕ.

2.1 Собственные частоты четвертьволнового микрополоскового резонатора.

2.2 Четвертьволновый резонатор с варакторной перестройкой частоты и перестраиваемый фильтр на его основе.

2.3 Выводы.

ГЛАВА III. МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫЙ ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ.

3.1 Управляемый делитель мощности на основе полуволновых резонаторов.

3.2 Управляемый делитель мощности на основе четвертьволновых резонаторов.

3.3 Выводы.

ГЛАВА IV. МИКРОПОЛОСКОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫЕ ФАЗОСДВИГАЮЩИЕ И ЗАДЕРЖИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА.

4.1 Электрически управляемый фазовращатель со структурой микрополоскового полосно-пропускающего фильтра.

4.2 Электрически управляемый фазовращатель со структурой по-лосно-заграждающего фильтра.

4.3 Электрически управляемая микрополосковая линия задержки.

4.4 Выводы.

ГЛАВА V. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СТРУКТУР

УСТРОЙСТВ И ИЗМЕРЕНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК.

Развитие современных систем связи, радиолокации и радионавигации невозможно без создания новых и совершенствования известных управляемых СВЧ устройств, таких как перестраиваемые фильтры, фазовращатели, делители мощности и т.д. При этом под совершенствованием подразумевается не только улучшение их электрических характеристик, но и уменьшение размеров, что особенно актуально в случае их использования в бортовых системах. Так, в фазированных антенных решетках бортовых радиолокационных систем с электронным сканированием радиолуча количество названных выше устройств может составлять несколько сотен, определяя в значительной степени габариты и массу системы в целом.

Огромная номенклатура требуемых характеристик устройств, работающих к тому же в разных диапазонах частот, привела к созданию большого разнообразия конструкций с использованием различных физических принципов, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. К настоящему времени известно несколько основных подходов к конструированию управляемых устройств, которые отличаются не только физическими принципами работы, но и способами управления. В частности, в устройствах с магнитным управлением, работа которых основана на явлении ферромагнитного резонанса (ФМР), используют сферы из железо-иттриевого граната (ЖИГ), или монокристаллические пленки ЖИГ в конструкциях на магнитостатических волнах (МСВ). В устройствах с электрическим управлением используются либо подложки и пленки из активных материалов (сегнетоэлектриков, пьезо-электриков, жидких кристаллов, высокотемпературных сверхпроводников), либо управляемые сосредоточенные элементы, такие как />-/-и-диоды, варикапы и вариконды, а также микроэлектромеханические системы. В последние годы вновь значительно увеличилось количество работ, посвященных разработке устройств на основе полупроводниковых варакторов. Во многом это связано с технологическим прогрессом, позволившим создать новые поколе6 ния полупроводниковых высокодобротных варакторов, имеющих меньшие паразитные емкости и индуктивности, и способных поэтому работать на более высоких частотах. С использованием варакторов авторы создают конструкции перестраиваемых фильтров, управляемых фазовращателей, перестраиваемых антенн, различных нелинейных СВЧ устройств.

Наибольший интерес у исследователей вызывают микрополосковые конструкции, которые, как известно, отличаются миниатюрностью, технологичностью в производстве, наиболее развитыми системами автоматизированного проектирования, простотой интегрирования с другими конструкциями и модулями. Все это, наряду с малыми напряжениями и мощностью управления, а также сравнительно высокой скоростью перестройки, делает микрополосковые устройства наиболее привлекательными для разработчиков различных радиотехнических систем.,Важно отметить, что при проектировании любых микрополосковых устройств с варакторным управлением, и в том числе фильтров, основой большинства конструкций, как правило, служит перестраиваемый резонатор, характеристики которого и определяют качество устройства в целом. Однако каких-либо систематических исследований, направленных на выяснение как закономерностей, связывающих величину перестройки микрополоскового резонатора с его конструктивными особенностями, так и возможностей создания на основе таких резонаторов других, кроме фильтров, устройств, не проводилось. Все вышесказанное подтверждает актуальность темы диссертационной работы, которая посвящена исследованию резонансных микрополосковых нерегулярных структур и созданию новых конструкций управляемых СВЧ устройств на их основе.

Цель диссертационной работы. Разработка и исследование конструкций управляемых устройств на микрополосковых резонаторах с варакторной перестройкой частоты.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 7

1. Исследование поведения собственных частот нижайших мод колебаний четвертьволнового микрополоскового резонатора в зависимости от его конструктивных параметров.

2. Исследование влияния конструктивных параметров варакторно-перестраиваемого четвертьволнового микрополоскового резонатора на величину перестройки собственной частоты первой моды колебаний.

3. Разработка конструкции варакторно-перестраиваемого микрополоскового полосно-пропускающего фильтра с октавной перестройкой центральной частоты.

4. Разработка и исследование на основе микрополосковых варакторно-перестраиваемых резонаторов конструкций управляемого делителя мощности, управляемого фазовращателя, управляемой линии задержки для гигагерцового диапазона частот.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Выявлены закономерности в поведении частот собственных мод ва-ракторно-перестраиваемого четвертьволнового микрополоскового резонатора, на основе которых разработана конструкция фильтра с перестройкой частоты более октавы.

2. Разработана оригинальная конструкция двухканального делителя мощности с управляемым в пределах 30 дБ коэффициентом деления.

3. Разработаны и исследованы две оригинальные конструкции управляемых фазовращателей с высоким значением фактора качества. Получено соотношение, связывающее величину дифференциального сдвига фазы с нагруженной добротностью резонаторов и величиной перестройки их частоты.

4. Разработана оригинальная конструкция управляемой линии задержки на основе пары микрополосковых резонаторов с близкими к уравновешенным коэффициентами связи.

Практическая ценность работы. Разработана конструкция электрически управляемого полосно-пропускающего фильтра с большим, более октавы, диапазоном перестройки частоты. Разработаны две конструкции управляемых фазовращателей, для которых выведена формула, позволяющая оценить величину управляемого сдвига фазы. Показано, что на основе предложенных конструкций можно реализовать управляемые фазовращатели с добротностью не хуже 120 град/дБ. Разработана конструкция двухканального делителя мощности с управляемым коэффициентом деления до 30 дБ. Предложена конструкция линии задержки, позволяющая реализовать бездисперсионные устройства с относительной шириной рабочей полосы частот до 5%, с управляемым изменением времени задержки до 20 не на частотах порядка 1 ГГц и до 1 не на частотах около 10 ГГц. Все устройства отличаются простотой конструкций, имеют хорошее согласие численного анализа с экспериментом, в том числе на основе одномерных моделей и квазистатического приближения, и реализуемы в частотном диапазоне от 0.5 до 10 ГГц. Сформулированы рекомендации по проектированию управляемых устройств на основе исследованных конструкций.

На защиту выносятся следующие положения;

1. Применением скачка волнового сопротивления можно увеличить, при прочих равных условиях, частотную перестройку четвертьволнового микрополоскового резонатора, а значит, и фильтра с варакторным управлением.

2. На основе взаимодействующих микрополосковых резонаторов можно создавать варакторно-управляемые устройства: делители мощности, фазовращатели и бездисперсионные линии задержки.

3. Дифференциальный фазовый сдвиг управляемого фазовращателя на основе взаимодействующих резонаторов определяется нагруженной добротностью резонаторов и их числом, а также относительной отстройкой частоты.

4. Конструкции управляемых устройств на основе варакторно-перестраиваемых нерегулярных микрополосковых резонаторов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 7-й Всероссийской научно-технической конференции «Решетневские чтения» (Красноярск, 2003 г.), Итоговой конференции Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по естественным, техническим наукам и инновационным научно-образовательным проектам (Москва, 2004 г.), на Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» (Томск, 2003, 2004 г.), на Международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (СпМЮо) (Севастополь, 2004 г.), на Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 80-летию со дня рождения Генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева (Красноярск, 2004 г.), Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов, посвященной 110-й годовщине Дня радио (Красноярск, 2005 г.), 3-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы радиофизики» (Томск, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 1 статья в журнале из перечня ВАК и 2 описания к патентам РФ на изобретения.

4.3 Выводы

Предложен новый подход к созданию микрополосковых варакторно-управляемых фазовращателей, на основе которого разработаны и исследованы две резонансные конструкции устройства. Продемонстрированы принципы работы подобных фазовращателей и получена аналитическая формула для оценки величины управляемого сдвига фазы. Согласно полученной формуле управляемый сдвиг зависит от величины нагруженной добротности резон аторов, относительной величины сдвига полосы пропускания и количества резонаторов в устройстве. Результаты моделирования подтвердили полученную формулу. Созданные на основе предложенного подхода макеты устройств имели характеристики, которые подтвердили его правильность, хорошо совпали с результатами моделирования, а величины управляемого сдвига фазы оказались близкими к оцененным по полученной формуле.

По фактору качества, 120 град/дБ, разработанные устройства уступают лишь доведенному до совершенства управляемому фазовращателю Реджиа-Спенсера.

Кроме того, предложен новый подход к созданию управляемой линии задержки, которая также представляет собой систему из взаимодействующих микрополосковых резонаторов, величина связи между которыми управляется варактором. Численным моделированием показано, что на такой основе возможно создание управляемых линий задержки. При этом чем уже требуется полоса рабочих частот, тем большее управляемое изменение ГВЗ можно получить. Управляемое изменение ГВЗ спадает с ростом рабочей частоты устройства.

Результаты Главы опубликованы в [141-143, 147, 148].

ГЛАВА V. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СТРУКТУР УСТРОЙСТВ И ИЗМЕРЕНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Для подтверждения соответствия результатов моделирования реальным условиям, в ходе данной работы изготавливались макеты исследуемых устройств. Традиционно при изготовлении полосковых и микрополосковых плат используется фотолитография — технология сравнительно дорогостоящая для «штучных» и даже небольших серий в производстве. Кроме того, эта технология требует больших временных затрат, обусловленных главным образом необходимостью изготовления фотошаблона. Также необходимо отметить, что в процессе травления микрополосковых структур невозможно исключить так называемый «подтрав», который обычно составляет величину порядка толщины металлизации (не менее 10 мкм), что значительно снижает потенциально высокую точность фотолитографии.

Разработанный в Институте физики им. Л.В. Киренского автоматизированный координатограф «Скальпель-07», управляемый компьютером, позволяет полностью заменить фотолитографию при изготовлении микрополосковых структур во всех случаях, когда не требуется высокой точности и топология набрана из прямоугольных элементов. При этом качество краев проводников практически не отличается от полученных фотолитографией, в то время как при изготовлении полосковых структур на микрофрезерных станках, предназначенных для производства печатных плат, края получаются «рваные», что существенно снижает добротность линий.

Управляющая координатографом программа использует файл с координатами полосковых проводников устройства. Рисунок для контроля воспроизводится на мониторе. Тонкое микролезвие, закрепленное на резаке аппарата, прорезает в слое эластичного лака, которым предварительно покрыта металлизированная подложка, контур рисунка проводников. С удаляемых участков металлизации лак снимается под микроскопом, а затем проводится

113 обычное химическое травление структуры, аналогичное фотолитографии. Для удобства реализации всех процедур металлизированная подложка нижней стороной приклеивается к стеклянной пластине парафином путем нагревания. Пластина служит держателем образца не только при вырезании структуры (именно она закрепляется специальными струбцинами на столике координатографа), но и при травлении проводников. На рисунке 83 показаны фотографии координатографа, изготовленного в виде настольного блока, и стеклянной пластины-держателя с образцом вырезанной структуры и с уже удаленным лаком на участках, которые в дальнейшем будут подвергнуты травлению.

Рис. 83. Координатограф «Скальпель-07» и стеклянная пластина-держатель с образцом вырезанной структуры.

Работа прибора основана на использовании четырех шаговых приводов, два из которых перемещают столик с закрепленным на нем держателем подложки по координатам X и У. Третий привод осуществляет поворот резака вокруг своей оси так, чтобы его лезвие всегда было ориентировано вдоль направления реза. Четвертый привод поднимает и опускает предметный столик на заданную величину на изломах линий рисунка проводников, исключая тем самым контакт подложки с резаком во время поворота лезвия. Алгоритм в программе управления шаговыми двигателями обеспечивает надежное по

114 зиционирование при достаточно высокой скорости вращения якоря. Это достигается благодаря разбиению процесса движения по осям X и У на участки «разгон», когда скорость увеличивается с заданным ускорением от минимальной до маршевой, и «торможение», когда происходит обратный процесс.

Координатограф имеет рабочее поле 60x60 мм ; погрешность в размерах структур не превышает ± 5 мкм; максимальная скорость резания 120 мм/мин; габариты 280x300x350 мм3.

Измерение характеристик устройств проводилось на измерителе комплексных коэффициентов передач Р4-37 и векторном анализаторе цепей Rhode&Schwarz ZVK.

Напряжение смещения на варакторы подавалось через чип-сопротивления величиной 100 кОм. Для подачи напряжения был использован источник питания Gwlnstek PST3202, напряжение контролировалось прецизионным мультиметром Fluke 8845А.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследована зависимость поведения собственных мод четвертьволнового резонатора от его конструктивных параметров. Показано, что для достижения максимального отношения собственных частот второй и первой мод колебаний в резонаторе необходим скачок волнового сопротивления, при этом отношение частот будет увеличиваться с увеличением скачка. Максимальное отношение частот достигается, когда электрическая длина высокоомной части резонатора равна электрической длине низкоомной части резонатора.

2. ' Показано, что для четвертьволнового резонатора с варакторным управлением увеличения перестройки центральной частоты можно добиться, создавая резонатор со скачком волнового сопротивления. При этом перестройка будет тем больше, чем больше будет скачок волнового сопротивления.

3. На основе нерегулярного четвертьволнового резонатора выполненного на гибридной подложке, где высокоомная часть находится на подложке с низким г, а низкоомная часть — с высоким 8, создан двухзвенный перестраиваемый фильтр с перестройкой центральной частоты в пределах больше октавы.

4. Создана конструкция управляемого делителя мощности, выполненного на основе двух двухзвенных перестраиваемых фильтров с варактор-ной перестройкой частоты.

5. Разработаны две конструкции микрополосковых управляемых фазовращателей. В первом случае фазовращатель выполнен на основе нерегулярных четвертьволновых резонаторов с варакторным управлением. Во втором случае конструкция состоит из нерегулярной линии передачи с подключенными четвертьволновыми шлейфами с варакторным управлением.

6. Показано, что для управляемых фазовращателей на основе перестраиваемых фильтров существует оптимальная ширина полосы пропускания

116 перестраиваемого фильтра, которая позволяет создать фазовращатель с максимальной величиной управляемого сдвига фазы.

7. Предложен способ создания управляемой линии задержки на основе взаимодействующих микрополосковых резонаторов с варакторно-управляемой величиной связи.

1. Борзенко, А. Технология MEMS // BYTE. 2006. - №1. - С. 26-32.

2. Ричарде, Р., Де Лос Сантос, Г. MEMS-устройства для СВЧ приложений // Chip News. 2007. - № 7.

3. Mahmoud, A., Soulimane, S., Plana, R. et al. Macro PZT MEMS based wide tunable coupled line resonator // Microwave and Optical Technology Letters. 2009. - Vol. 51. - № 5. - P. 1336-1338.

4. Yao, J. J., DeNatale, J., Erlandson R. et al. Micromachined RF switches and tunable capacitors for higher performance secure communications systems // DARPA Principal Investigators Meeting 1999

5. Dec, A., Suyama, K. Micromachined varactor with wide tuning range // Electron. Lett. 1997. - Vol. 33. - P. 922-924

6. Yao, J. J., Park, S., DeNatale, J. High tuning-ratio MEMS-based tunable capacitors for RF communications applications //Tech. Digest Solid State Sensor and Actuator Workshop. 1998, - P. 124-127

7. Goldsmith, C. L., Malczewski, A., Yao, Z. J. et al. RF MEMS variable capacitors for tunable filters // J. RF Microwave Comput.-Aided Eng. 1999. - Vol. 9. - P.362-374

8. Poplavko, Y.M., Prokopenko, Y.V. Microwave structures electromechanical reconfiguration for tunable devices elaborations // 15th Int. Crimean Conference Microwave & Telecommunication Technology (CriMiCo'2005). -2005.-P. 8-11.

9. Rahman, M., Shamsaifar, K. Electronically tunable LTCC based multilayer filter for mobile handset applications // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. 2003. - P. 1767-1770.

10. Al-Ahmad, M., Rolland, N., Rollan, P-A. Piezoelectric-based tunable microstrip shunt resonator // Proceedings Asia-Pacific Microwave Conference. -2006.-P. 653-656.

11. Winter Dong Yan, Mansou, R.R.Tunable Dielectric Resonator Bandpass Filter With Embedded MEMS Tuning Elements // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2007. - Vol. 55. - № 1. — P. 154-160.

12. Moataza A. Hindy. Optical control of microstrip matching section // Microwave and Optical Technology Letters. 2001. - Vol. 30. - № 1. -P. 29-33.

13. Bhadauria, A., Nasimuddin, A., Verma, K. et al. Optically controlled microstrip load and stub on silicon substrate // Microwave and Optical Technology Letters. 2003. - Vol. 39. - № 4. - P. 271-276.

14. Arnould, J.-D., Gary, R., Vilcot, A. 3D photo-induced load modeling for optically controlled microwave microstrip line // Microwave and Optical Technology Letters. 2004. - Vol. 40. - № 5. - P. 356-359.

15. Yamamoto, Y., Mikumo, S. A band-pass filter based on the optically controllable S22 parameter of MESFET // IEICE Electronics Express. 2005. -Vol. 2. — №3.-P. 86-90.

16. Alphones, A. Optical control on GaAs FET bandpass distributed amplifier / // Microwave and Optical Technology Letters. 1998. - Vol. 18. - № 1. — P. 41-43.

17. Lee, S., Kuga, Y., Mullen, R. A. Optically tunable millimeter-wave attunea-tor based on layered structures // Microwave and Optical Technology Letters. 2000. - Vol. 27. - № 1. - P. 9-13.

18. Nafra, A.S., Jerphagnon, O., Chavarkar, P. et al. Indirect optical control of microwave circuits using monolithic optically variable capacitors // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1999. - Vol. 47. -№7.-P. 1365-1372.

19. Yegnanarayanan, S., Jalali, B. Wavelength-selective true time delay for optical control of phased-array antenna // IEEE Photonics Technology Letters. -2000.-Vol. 12.-№8.-P. 1049-1051.

20. Arnould, J.-D., Vilcot, A., Meunier, G. Toward a simulation of an optically controlled microwave microstrip line at 10 GHz // IEEE Transactions on Magnetics. 2002. - Vol. 38. - № 2. - P. 681-684.

21. Malyshev, S.A., Galwas, B.A., Piotrowski, J. et al. Photovaractor for remote optical control of microwave circuits // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2002. - Vol. 12. -№ 6. - P. 201-203.

22. Szczepaniak, Z., Galwas, A. Photo-devices for optical controlling of microwave circuits // Journal of telecommunications an information technology. -2001.-Vol.3.-P. 86-94.

23. Malyshev, S.A., Chizh, A.L. P-I-N photodiodes for optical control of microwave circuits // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2004. - Vol. 10. - № 4. - P. 679-685.

24. Erdos, B., Varga, Z., Jaro, G. Optical control of microwave filters using photodiodes // 10th Conf. MICROCOLL. 1999.

25. Nagra, A., Jerphagnon, O., Chavarkar, P., VanBlaricum, M., York, R. Indirect Optical Control of Microwave Circuits Using Monolithic Optically Variable Capacitors // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1999. - Vol. 47. -№ 7.-P. 1365-1372.

26. Szczepaniak, Z., Bogdan, A., Galwas, A. Optically-controlled microwave phase-shifter // Symposium on High Performance Electron Devices for Microwave and Optoelectronic Applications, London. 1999. — P. 290-294.

27. Vian, J., Popovic, Z. Efficient optical control of microwave circuits, antennas and arrays // International Topical Meeting on Microwave Photonics, London. 2000. - P. 27-30.

28. Verdee, B.S. Current techniques for tuning dielectric resonators // Microwave Journal. 1998. - № 10. - P. 130-138.

29. Lin, G.R., Hwang, T.S., Ttuang, Y.H. et al. Broad-band (20 GHz) laser-diode-based optoelectronic microwave phase shifter // IEEE Transactions on

30. MTT.- 1998.-Vol. 46.-№ 10.-P. 1419-1426.120

31. Воронин, М.Я., Савелькаев, C.B., Щербатых, C.B. Оптико-радиоэлектронный СВЧ генератор на основе несоразмерных цепей с лазерным управлением // 4-я Межд. конф. Актуальные проблемы электронного приборостроения. 1998. - Т. 10. - С. 141-145.

32. Перегудов, Ф.И., Тарасенко, Ф.П. Основы системного анализа: науч. изд. Изд. 2-е. - Томск: НТЛ. 1997. - 396 с.

33. Сычев, А.Н. Управляемые СВЧ устройства на многомодовых полоско-вых структурах: науч. изд. Томск: Томский государственный университет, 2001.-318 с.

34. Лаке, Б., Баттон, К. Сверхвысокочастотные ферриты и ферримагнети-ки. М.: Мир, 1965. - 675 с.

35. Гуревич, А.Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. -М.: Наука, 1973.-592 с. .

36. Гасанов, Л.Г., Липатов, A.A., Марков, В.В., Могильченко, H.A. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М.: Радио и связь, 1988. -288 с.

37. Нелепец, В.В. Фильтры и ограничители мощности СВЧ на монокристаллах ферритов. М.: Радио и связь. 1981. - 56 с.

38. Вашковский, A.B., Стальмахов, B.C., Шараевский, Ю.П. Магнитоста-тические волны в электронике сверхвысоких частот. Издательство Саратовского университета, 1993. 312 с.

39. Глозман, Е.А. Устройства на магнитостатических волнах. Учеб. пособие. Красноярск: Красноярск, ун-т, 1986. - 84 с.

40. Игнатьев, A.A., Стальмахов B.C. // Известия вузов. Физика. 1988. -№11.-С. 86-105.

41. Козлов, В.А. Многоканальные ферритовые антенные переключатели миллиметрового диапазона волн // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004. - Т.7. - № 3. - С. 64-66.

42. Сапсович, Б.И., Старшинова, Е.И., Чалых, А.Е. и др. Ферритовый фазовращатель для ФАР // Антенны. 2005. - Вып. 2 (93). - С. 40-42.

43. Carignan, L.P., Kodera, T., Ménard, D. et al. Moldable polymer/ferrite composite and application to an integrated CPW tunable phase shifter // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2009. - Vol. 19. - № 4. -P. 206-208.

44. Abdalla, M.A., Zhirun Hu. Design and analysis of tunable left handed ze-roth-order resonator on ferrite substrate // IEEE Transactions on Magnetics. 2008. - Vol. 44. - № 11 (1). - P. 3095-3098.

45. Leon, G., Boix, R.R., Medina, F. Full-wave analysis of tunable microstrip filters fabricated on magnetized ferrites // IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 2003. - P. 966-969.

46. Leon, G., Boix, R.R., Freire, M.J. et al. Study of tunable aperture coupled microstrip antennas on ferrite substrates // IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 2004. - P. 2400-2403.

47. Hansen, R.C., Burke, M. Antennas with magneto-dielectrics // Microwave and Optical Technology Letters. 2000. - Vol. 26. - № 2. - P. 75-78.

48. Krupka, J., Abramowicz, A., Derzakowski, K. Magnetically tunable filters for cellular communication terminals // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2006. - Vol. 54. - № 6 (1). - P. 2329-2335.

49. Назаров, A.B., Раевский, С.Б. Электромагнитные волны в структурах, содержащих продольно намагниченные ферритовые слои // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. — Т. 10. — № 1. - С. 76-82.

50. Salahun, Е., Tanné, G., LeFloc'h, P.M. et al. Application of ferromagnetic composites in different planar tunable microwave devices // Microwave and Optical Technology Letters. 2001. - Vol. 30. - №. 4. - P. 272-276.

51. Pourush, R., Jangid, A., Tyagi G.S. et al. Magnetically tunable microstrip linear resonator on polycrystalline ferrite // Microwave and Optical Technology Letters. 2007. - Vol. 49. - № 11. - P. 2868-2870.

52. Yang, G.-M., Xing, X., Daigle, A., Liu, M., Obi, O., Wang, J.W. et al. Electronically tunable miniaturized antennas on magnetoelectric substrates with enhanced performance // IEEE Transaction on Magnetics. 2008. Vol. 44. -№ 11.-P. 3091-3094.

53. Карманенко, С.Ф., Семенов, A.A. СВЧ полосовой фильтр на основе пленочной структуры сверхпроводник-феррит // Письма в ЖТФ. -2000. Т. 26. - № 3. - С. 12-17.

54. Qiu, G., Tsai, C.S., Wang, B.S. Т., Zhu, Y. A YIG/GGG/GaAs-based magnetically tunable wideband microwave band-pass filter using cascaded bandstop filters // IEEE transactions on Magnetics. 2008. Vol. 44. — № 11. — P. 3123-3126.

55. Stanca, I. Magnetically tunable dielectric resonators and filters // Journal of Optoel. and Adv. Matt. 2008. - Vol. 6. - P. 59-64.

56. Fan, C.Z., Wang, G., Huang, J.P. Magnetocontrollable photonic crystals based on colloidal ferrofluids // Journal of Applied Physics. 2008. -№ 103.-P. 094107-094107-3.

57. Вендик, О.Г. Сегнетоэлектрики находят свою «нишу» среди управляющих устройств СВЧ // Физика твердого тела. Т. 51. -№ 7. - С. 14411446.

58. Tagantsev, A.K., Sherman, V.O., Astafiev, K.F. et al. Ferroelectric materials for tunable microwave devices // Journal of Electroceramics. 2003. -Vol. 11. - № 1. - P. 65-66.

59. Модельский, Ю., Ящишин, E.M. Фазовращатель на композитной подложке из сегнетоэлектрика // Труды 13 Международной Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (CriMiCo), Севастополь, 2003. С. 466-467.

60. Пат. 1030889 СССР, МПК Н 01 Р 1/185. Сверхвысокочастотный фазовращатель // Орлов С.В.; опубл. 23.07.83.

61. Jose, К.А., Varadan, V.K., Varadan, V.V. Experimental investigations on electronically tunable microstrip antennas // Microwave and Optical Technology Letters. 1999. - Vol. 20. - № 3. - P. 166-169.

62. Lovat, G., Burghignoli, P., Celozzi, S. A tunable ferroelectric antenna for fixed-frequency scanning applications // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2006. - Vol. 5. - P. 353-356.

63. Mironenko, I.G., Semenov, A.A., Ivanov, A.A. et al. Multislot transmission lines and microwave phase shifters based on (Ba,Sr)Ti03 films // Integrated Ferroelectrics. 2008. - Vol. 97. - P. 58-66.

64. HiengTiong Su, Suherman, P.M., Jackson, T.J. et al. Novel tunable bandpass filter realized using barium-strontium-titanate thin films // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2008. - Vol. 56. - №. 11(1). -P. 2468-2473.

65. Kwak, M.H., Kim, Y.T., Moon, S.E. et al. Microwave properties of tunable phase shifter using superconductor ferroelectric thin films // Integrated Ferroelectrics. 2005. - Vol. 77. - P. 79-85.

66. Chong-Yun Kang, Karmanenko, S.F., Mironenko, I.G. et al. The investigation of dielectric characteristics of (BaSr)Ti03 thin films in millimeter wavelength range // Integrated Ferroelectrics. 2006. - Vol. 86. - P. 131-140.

67. Белявский, П.Ю., Карманенко, С.Ф., Семенов, А.А. Радиоэлектронные управляемые фазовращатели на основе сегнетокерамики // Известия вузов: Радиоэлектроника. 2005. - Вып. 1. - С. 32-36.

68. Peng, L., Ran, L., Zou, Y. К. et al. A miniaturized phase array aperture antenna based on bulk ferroelectric material // Microwave and Optical Technology Letters. 2007. - Vol. 49. - № 1. - P. 37-40.

69. Lim, K.C., Margerum, J.D., Lackner, A.M. Liquid crystal millimeter wave electronic phase shifter // Applied Physics Letters 1993. - Vol. 62 . -P. 1065-1067.

70. Пат. 2257648 Российская Федерация, МПК Н 01 Р 1/18. Управляемый фазовращатель / Беляев, Б.А., Волошин, А.С., Лексиков, А.А., Шабанов В.Ф.; опубл. 27.07.05.

71. Пат. 20020262271 Япония, МПК Н 01 Р 1/18, Н 01 Р 3/18. Microwave Phase Shifter / Takasu Hideki; опубл. 02.04.04.73 .Пат. 19990122484 Япония, МПК Н 01 Р 1/18, Н 01 Р 5/04. Variable phase shifter / Kuki Takao, Nomoto Toshihiro et al; опубл. 14.11.00.

72. Пат. 19970263883 Япония, МПК G 02 F 1/13, H 01 P 1/18. Phase shifter, phase shifter array and phased array antenna system / Uehara Yoshito, Eda Akira; опубл. 13.04.99.

73. Пат. 09/788450 США, МПК Н 01 Р 1/18. Variable phase shifter / Yauso Toko, Yasushi Iwakura, et al; опубл. 30.08.01.

74. Беляев, Б.А., Лексиков, A.A., Сержантов, A.M. и др. Управляемый сверхвысокочастотный жидкокристаллический фазовращатель // Письма в ЖТФ. 2008.-Том 34.-Вып. 11.-С. 19-28.

75. Noham, М., Laurent, P. et al. Technological evolution and performances improvements of a tunable phase-shifter using liquid crystal // Microwave and Optical Technology Letters. 2004. - Vol. 43. - № 4. - P. 338-341.

76. Hsin-Ying Wu, Cho-Fan Hsieh et al. Electrically tunable room-temperature 2pi liquid crystal terahertz phase shifter // IEEE Photonics Technology Letters. 2006. - Vol. 18.-№ 14.-P. 1488-1490.

77. Tsai, T.-R. Chen, C.-Y., Pan, R.-P., Pan, C.-L., Zhang, X.-C. Electrically controlled room temperature terahertz phase shifter with liquid crystal // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2004. - Vol. 14. -№ 2. - P. 77-79.

78. Chen, C.-Y, Pan, C-L, Hsieh, C.-F. Lin, Y.-F., Pan, R.-P. Liquid-ciystal-based terahertz tunable Lyot filter // Applied Physics Letters. 2006. -Vol. 88.-P. 101107-1-101107-3.

79. Yuan, Y., He, J., Liu J., Yao, J. Electrically controlled broadband THz switch based on liquid-crystal-filled multi-layer metallic grating structures // Journal of Physics: Conference Series. 2011. - Vol. 276. - P. 012228-1012228-7.

80. Missaoui, S., Gharbi, A., Kaddour, M. Design and simulation reconfigurable liquid crystal patch antennas on foam substrate // Journal of Chemical Engineering and Materials Science. 2011. - Vol. 2. - P. 96-102.

81. Gaebler, A., Moessinger, A., Goelden, F. et al. Liquid crystal-reconfigurable antenna concepts for space applications at microwave and millimeter waves // International Journal of Antennas and Propagation. — 2009.

82. Hu, W., Ismail, M. Y., Cahill, R. et al. Liquid-crystal-based reflectarray antenna with electronically switchable monopulse patterns // Electronics Letters. 2007. - Vol. 43. - № 14. - P. 744-745.

83. Yeh, J.A., Chang, C.A., Cheng, C.-C., Huang, J.-Y., Hsu, S.S.H. Microwave characteristics of liquid-crystal tunable capacitors // IEEE Electron Device Letters. 2007. - Vol. 26. - № 7. - P. 451-453.

84. Плескачев, В.В. Исследование перестраиваемых СВЧ-фильтров на шпильковых резонаторах с использованием сегнетоэлектрических варакторов // Известия вузов: Радиоэлектроника. 2005. - Вып. 1. -С. 29-32.

85. Vendik, I., Vendik, О., Pleskachev, V. et al. Tunable microwave filters using ferroelectric materials // IEEE Transactions on Applied Semiconductivity. -2003. Vol. 13. - № 2. - P. 716-719.

86. Feng, Z., Fathelbab, W.M., Lam, P.G.et al. Narrowband barium strontium ti-tanate (BST) tunable bandpass filters at X-band // Microwave Symposium Digest.-2009.-P. 1061-1064.

87. Deleniv, A., Abadei, S., Gevorgian, S. Tunable ferroelectric filter-phase shifter // IEEE MTT-Symposium Digest. 2003. - P. 1267-1270.

88. Chen, L.-Y.V., Forse, R., Cardona, A.H., Watson, T.C., York, R. Compact analog phase shifters using thin-film (Ba,Sr)Ti03 varactors // Microwave Symposium. 2007. - P. 667-670.

89. Алексеев, A.H., Чалый, В.П., Красовицкий Д.М. Многослойные гетеро-структуры AIN/AlGaN/GaN/AlGaN основа новой компонентной базы твердотельной СВЧ электроники // Компоненты и технологии. — 2008. — № 2. - С. 29-34.

90. Алексеев, А.Н., Бырназ, А.Э., Красовицкий, Д.М. и др. Особенности кинетики молекулярно-пучковых соединений эпитаксии в системе GAN-AIN // Физика и техника полупроводников. 2007. - Т. 41. -Вып. 9.-С. 1025-1031.

91. Brito-Brito, Z., Llamas-Garro, I., Pradell, L., Corona-Chavez, A. Microstrip switchable bandstop filter using PIN diodes with precise frequency and bandwidth control // Proceedings of 38th European Microwave Conference. -2008.-P. 126-129

92. Brito-Brito, Z., Llamas-Garro, I., Navarro-Muñoz, G., Perruisseau-Carrier, J., Pradell, L. UMTS-WiFi switchable bandpass filter // Proceedings of 39th European Microwave Conference. 2009. - P. 125-128.

93. Brito-Brito, Z., Llamas-Garro, I., Pradell, L. Precise frequency and bandwidth control of microstrip switchable bandstop filters // Microwave and Optical Technology Letters. 2009. - Vol. 51. - № 11. - P 2573-2578.

94. Karim, M. F., Guo, Y.-X., Chen, Z. N., Ong, L. C. Miniaturized reconfigurable filter using PIN diode for UWB applications // Proceedings of IEEE MTT-S International Microwave Symposium. 2008. - P. 1031-1034.

95. Lugo, C. Jr., Hadrick, J., Papapolymerou, J. Dual mode reconflgurable filter for 3D system on package (SOP) integration // Proceedings of 55th Electronic Components and Technology Conference. 2005. - P. 532-535.

96. Lugo, C. Jr., Papapolymerou, J. Six-state reconflgurable filter structure for antenna based systems // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -2006. Vol. 54. - № 2 (1). - P. 479-483.

97. Koochakzadeh, M., Abbaspour-Tamijani, A. switchable bandpass filter for 0.3-0.6 GHz // Proceedings of IEEE MTT-S International Microwave Symposium, 2007. - P. 557-560.

98. Беляев, Б. А., Тюрнев, B.B. и др. // Препринт Института физики СО АН № 468Ф, Красноярск, 1987. - 61 с.

99. Tang, W., Kim, Н. Compact, tunable large group delay line // Microwave and Optical Technology Letters. 2009. - Vol. 51. - № 12. - P. 28932895.

100. Gene, A., Baktur, R. A tunable bandpass filter based on varactor loaded split-ring resonators // Microwave and Optical Technology Letters. -2009. Vol. 51. - № 10. - P. 2394-2396.

101. Brown, A.R., Rebeiz, G.M. A varactor-tuned RF filter // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2000. - Vol. 48. — № 7. -P. 1157-1160.

102. Won-Seok Jeong, Dong-Zo Kim, Won-Gyu Lim. Tunable band-notched ultra wideband planar monopole antenna // Microwave and Optical Technology Letters. 2009. - Vol. 51. - № 12. - P. 2829-2832.

103. Похвалин, А.А. Линия задержки на квадратурных мостах с электронным управлением // 12th Int. Crimean Conference. 2002. - P. 391392.

104. Chung, M.-S., Kim, I.-S., Yun, S.-W. Varactor-tuned hairpin bandpass filter with an attenuation pole // Proceedings of Asia-Pacific Microwave Conference, 2005. - Vol. 4.-4 pp.

105. Sanchez-Renedo, M., Gomez-Garcia, R., Alonso, J.I., Briso-Rodriguez, C. Tunable combine filter with continuous control of center frequency and bandwidth // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,-2005.-Vol. 53.-№ i.p. 191-199

106. Carey-Smith, В. E., War, P. A. Broadband-configurable bandstopfilter design employing a composite tuning mechanism // IET Microwaves, Antennas & Propagation, 2007. - Vol. 1. - № 2. - P. 420-426.

107. Kim, В., W., Yun S.W. Varactor-tuned combline bandpass filter using step-impedance microstrip lines // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2004. - Vol. 52. - P. 1279-1283.

108. Liao, C.-K., Chang, C.-Y., Lin, J. A reconfigurable filter based on doublet configuration // IEEE MTT-S International Microwave Symposium. -2007.-P. 1607-1610.

109. Guyette, A.C. Design of fixed- and varactor-tuned bandstop filters with spurious suppression 11 Proceedings of the 40th European Microwave Conference.-2010.-P. 288-291.

110. Nagra, A.S. Varactor loaded transmission lines for linear applications, Ph.D. Comprehensive Exam Presentation, University of California at Santa Barbara, Santa Barbara, CA, 1999.

111. Bourtoutian, R., Ferrari, P. Tapered distributed analogue tunable phase shifter with low insertion and return loss // Electronics Letters. 2005. -Vol. 41. -№ 15.-P. 660-664.

112. Ould-Elhassen, M., Mabrouk, M., Ghazel, A., Benech, P. Circuit simulation of varactor loaded line phase shifter // Progress in Electromagnetics Research Symposium Proceedings. 2011. - P. 987-990.

113. Vokac, M. Phase shifter based on varactor-loaded transmission line // Master's thesis. Czech Technical University. Prague, 2009. 73 pp.

114. Kapilevich, B. A varactor-tunable filter with constant bandwidth and loss compensation // Microwave Journal. 2007. - Vol. 50. - № 4. - P. 106114.

115. Qureshi, J.H., Kim, S., Buisman, K., Huang, C., Pelk, M.J., Akh-noukh, A. et al. Radio frequency integrated circuits // (RFIC) Symposium. -2007.-P. 453-456.

116. Hum, S. V. Analysis of varactor diode-tuned frequency agile antennas // Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP). 2010. - P. 1-5.

117. Joshi, H., Sigmarsson, H.H., Moon Sungwook, Peroulis, D., Chappell, W.J. High Q narrow-band tunable filters with controllable bandwidth // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. 2009. -P. 629-632.

118. Mokhtaari, M., Bornemann, J. Tunable notch characteristics in microstrip ultra-wideband filters // Microwave Conference. 2009. - P. 937940.

119. Taslimi, A., Mouthaan, K. Phase shifter based tunable bandpass filters // Microwave Conference (GeMIC). 2011. - P. 1-4.

120. Ell-Kou Kim, Gyu-Je Sung, Young Kim, Young-Chul Yoon. Tunable band-stop filter with combined right/left-handed transmission line // Microwave Conference (APMC). 2009. - P. 1372-1375.

121. Stefanini, R., Chatras, M., Blondy, P.G., Rebeiz, M. Compact 2-pole and 4-pole 2.4-2.8 GHz dual-mode tunable filters // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (MTT). 2010. - P. 1480-1483.

122. Hum, S.V., Okoniewski, M., Davies, R.J. Modeling and design of electronically tunable reflectarrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2007. - Vol. 55. - № 8. - P. 2200-2210.

123. Behdad, N., Sarabandi, K. A varactor-tuned dual-band slot antenna // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2006. - Vol. 54. - № 2. -P. 401-408.

124. Vendik, O., Parnes, M. A phase shifter with one tunable component for a reflect-array antenna // Antennas and Propagation Magazine. 2008. -Vol. 50.-№4.-P. 53-65.

125. Djoumessi, E.E., Wu Ke. Electronically tunable diplexer for frequency-agile transceiver front-end // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (MTT). 2010. - P. 1472-1475.

126. Reck, С., Trommer, R., Schmidt, L.-P. Bandpass filter with tunable bandwidth and center frequency based on varactor diodes // Microwave Conference (GeMIC).-2011.-P. 1-4.

127. Gil, I., Bonache, J., Garcia-Garcia, J., Martin, F. Tunable metamaterialtransmission lines based on varactor-loaded split-ring resonators // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2006. - Vol. 54. -№6.-P. 2665-2674.

128. Romanofsky, R.R. Array Phase Shifters: Theory and Technology. -2007. 32 pp.

129. Беляев, Б. А., Тюрнев, B.B. и др. / Препринт Института физики СО АН № 448Ф, Красноярск, 1987. 44 с.

130. Лексиков, Ан.А., Беляев, Б.А. Спектры собственных частот четвертьволнового микрополоскового резонатора // Тезисы докладов научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых-физиков. КрасГУ. Красноярск, 2004. С. 45-48.

131. Беляев, Б.А., Лексиков, А.А., Лексиков, Ан.А. Оптимизированный микрополосковый фильтр с варакторной перестройкой частоты // Труды 14 Международной Крымской Конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (CriMiCo), 2004, С. 476-478.

132. Беляев, Б.А., Лексиков, А.А., Лексиков, Ан.А. Микрополосковый электрически управляемый двухканальный делитель мощности СВЧ // Материалы Всероссийской научно-практ. конференции «Электронные средства и системы управления», 2003. С. 78-80.

133. Беляев, Б.А., Лексиков, A.A., Сержантов, A.M., Шабанов, В.Ф. Физические основы создания электрически управляемых микрополосковых устройств // Известия вузов. Физика. 2008. - № 9. - С. 36-46.

134. Беляев, Б.А., Лексиков, Ан.А. Варакторно-управляемые устройства СВЧ на основе отрезков микрополосковых линий. Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция «Современные проблемы радиоэлектроники». 2005, - С. 105-107.

135. Пат. 2258280 Российская Федерация. Управляемый делитель мощности. МПК Н 01 Р 5/12. Управляемый делитель мощности / Беляев Б.А., Лексиков A.A., Лексиков A.A.; опубл. 10.08.05.

136. Горелик, Г.С. Колебания и волны. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. - 102 с.

137. Беляев, Б.А., Лексиков,Ан. А., Лексиков, A.A. Резонансный мик-рополосковый управляемый фазовращатель // Труды третьей Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления». 2005. - С. 74-77.

138. Пат. 2298266 Российская Федерация. Управляемый фазовращатель. МПК H 01 Р 1/185. Управляемый фазовращатель / Беляев Б.А., Лексиков A.A., Лексиков A.A.; опубл. 27.04.07.

139. Jia-Sheng Hong, Lancaster, M. J. Microstrip filters for RF/Microwave applications // A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons, Inc., 2001.-457 p.

140. Александровский, A.A., Беляев, Б.А., Лексиков, A.A. Синтез и селективные свойства микрополосковых фильтров на шпильковых резонаторах со шлейфными элементами // Радиотехника и Электроника. 2003. - Том 48. - №4. - С. 398-405.

141. УПРАВЛЯЕМЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИда да да да дададададада

142. Патентообладатель(ли): Научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В, Киренского Сибирского отделения РАН (Я11)1. Автор(ы): см. на обороте

143. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Заявка №2003135735

144. Приоритет изобретения 08 декабря 2003 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10 августа 2005 г.

145. Срок действия патента истекает 08 декабря 2023 Г.тг€€ЖШтАШ ФВДШЗРАШрЩжжжж ж ж ж ж ж ж ж ж жж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж жжжжжжжж1. НА ИЗОБРЕТЕНИЕ22982661. УПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬЖ

146. Патентообладатель(ли): Институт, физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН (Я11)

147. Автор(ы): Беляев Борис Афанасьевич (1Ш), Лексиков Александр Александрович (Н11), Лексиков Андрей Александрович (ЯП)1. Заявка №2005135611

148. Приоритет изобретения 16 ноября 2005 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской федерации 27 апреля 2007 г.

149. Срок действия патента истекает 16 ноября 2025 г.

150. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Б.П. Симоновжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжж