Сокращения

Загрузка...





НазваниеСокращения
страница2/15
Дата публикации10.11.2013
Размер0.71 Mb.
ТипДокументы
top-bal.ru > Физика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
^

ГЛАВА 1. Типы передающей линии, используемые для построения фильтров, материалы подложки передающей линии, типы фильтровой структуры




1.1 Типы передающей линии


Одним из важных этапов в проектировании фильтров является выбор типа передающей линии и материала подложки. От этого зависят не только массогабаритные характеристики фильтра, но и его технологичность, реализуемые потери в полосе пропускания, простота настройки и т.п. Наиболее часто реализуемыми на сегодня являются [6]:

а) симметричная полосковая линия с воздушным заполнением;

б) симметричная полосковая линия с диэлектрическим заполнением (=10-100);

в) несимметричная полосковая линия (=10-100);

Общепринятым при конструировании узкополосных фильтров с малыми потерями является применение симметричной полосковой линии с воздушным заполнением [7]. Добротность резонаторов, выполненных на такой линии, может превышать 1000 (что определяет малые вносимые потери фильтра), а температурный уход определяется материалом корпуса и может быть минимизирован применением специальных материалов (инвар). Конструкция фильтров характеризуется относительной простотой расчета и сравнительно легкой настройкой [8]. Главным и определяющим недостатком этого типа линии передачи являются относительно большие размеры устройств на их основе..

Значительно более компактной является структура, где используется симметричная полосковая линия с диэлектрическим заполнением. Достоинством такой конструкции является также отсутствие излучения. Симметричная полосковая линия обладает двумя принципиальными недостатками [9]:

  • расчет такой конструкции осложняется наличием практически неизбежного и не воспроизводимого воздушного зазора между верхней и нижней обкладками из-за конечной толщины металлизации нанесенного на диэлектрик рисунка. Причем искажения будут тем сильнее, чем больше диэлектрическая проницаемость материала. Поэтому применимость такого типа полосковой линии целесообразна лишь для достаточно пластичных материалов со сравнительно невысокой величиной диэлектрической проницаемости;

  • настройка таких фильтров (особенно при высокой диэлектрической проницаемости материала подложки) затруднительна из-за сложности конструктивной реализации механизма подстройки;

Несимметричная полосковая линия (называемая также микрополосковой) на материалах с высокой диэлектрической проницаемостью в значительной степени лишена недостатков, свойственных симметричной структуре [10]. Особенно это проявляется в открытости фильтровой структуры для настройки. В то же время для микрополосковой линии свойственно повышенное по сравнению с описанными выше типами линий излучение, что, безусловно, приводит к значительному влиянию на характеристики фильтра стенок корпуса. Это вынуждает зачастую при проектировании фильтра прибегать к методу предискажений. Кроме того, несимметричная линия обладает относительно невысокой (не более 300-500) добротностью.

В результате сравнительного анализа по совокупности предъявляемых требований и имея в виду в первую очередь миниатюрность создаваемой конструкции, предпочтение при проектировании следует отдать микрополосковой линии [11]. Ценой такого выбора является необходимость решения серьезных проблем, связанных с влиянием объема корпуса создаваемого фильтра на его характеристики.

^

1.2 Материалы подложки


При выборе материала диэлектрика в технике СВЧ, используемого в качестве подложки для полосно-пропускающего фильтра руководствуются параметрами при которых будет использоваться микроэлектронное устройство, т.к. от качества обработки поверхности платы используемой как база для электрической схемы и распространения СВЧ-колебаний в системе напрямую зависят фильтрующие свойства. Диэлектрические материалы в СВЧ технике обычно делают из тонких листов или пластин. Микрополосковые подложки делятся на органические и неорганические диэлектрики. К органическим диэлектрикам относятся: фторопласт, полиэтилен, полипропилен (неполярные полимеры), полистерол (полярный полимер); к неорганическим - корундовая керамика (поликор). К материалу диэлектрика, используемого в качестве подложки для микрополоскового полосно-пропускающего фильтра, предъявляется целый ряд требований, наиболее существенными из которых являются[12]:

  1. Для обеспечения минимальных линейных размеров, материал должен иметь возможно более высокую диэлектрическую проницаемость.

  2. Для обеспечения минимальных вносимых потерь, материал должен иметь минимальные собственные потери.

  3. Учитывая узкие полосы пропускания фильтра, материал должен обладать малым разбросом диэлектрической проницаемости и обеспечивать минимальный температурный уход частоты настройки.

  4. Материал должен быть достаточно технологичным для изготовления на нем фильтровой структуры методом тонкопленочной фотолитографии.

  5. Материал должен быть достаточно прочным, чтобы было возможно обеспечить его крепление в корпусе фильтра.

  6. Для обеспечения минимальных линейных размеров, материал должен иметь возможно более высокую диэлектрическую проницаемость.

  7. Для обеспечения минимальных вносимых потерь, материал должен иметь минимальные собственные потери.

  8. Учитывая узкие полосы пропускания фильтра, материал должен обладать малым разбросом диэлектрической проницаемости и обеспечивать минимальный температурный уход частоты настройки.

  9. Материал должен быть достаточно технологичным для изготовления на нем фильтровой структуры методом тонкопленочной фотолитографии.

  10. Материал должен быть достаточно прочным, чтобы было возможно обеспечить его крепление в корпусе фильтра.

Как отмечалось выше, одной из важнейших характеристик материала подложки является величина и температурная стабильность ее диэлектрической проницаемости, определяющей центральную частоту настройки фильтра. Известно [8], что длина четвертьволнового микрополоскового резонатора Lр определяется по формуле:

, где С – скорость света 3х108 м/сек, f– частота резонанса, Гц, К – коэффициент укорочения длины микрополосковой линии. Коэффициент укорочения длины микрополосковой линии , где эф – эффективное значение диэлектрической проницаемости материала. Таким образом, величина коэффициента К, а также его температурная стабильность, определяемые свойствами материала подложки, однозначно характеризуют частоту резонанса в микрополосковой линии, а также ее температурную зависимость. Согласно [9], зависимость эф от диэлектрической проницаемости материала микрополосковой линии, а также от ее параметров описывается выражением: , где 0 – диэлектрическая проницаемость материала подложки, а h/w – отношение толщины подложки к ширине микрополосковой линии.
Как известно, потери (или реализуемая добротность) в микрополосковой линии определяются тремя составляющими [13]: потерями на излучение, в токоведущих дорожках, а также в диэлектрическом материале. Учитывая высокое значение диэлектрической проницаемости, потери на излучение при отсутствии высших типов волн вносят [9] пренебрежимо малый вклад в добротность микрополосковых резонаторов и в дальнейшем рассматриваться не будут. В этом случае добротность микрополосковой линии (Q0) определяется известным выражением , где Qm – собственная добротность резонатора, связанная с шириной токоведущих дорожек, их электрическим сопротивлением и рабочей частотой, а Qd – составляющая добротности, связанная с потерями в диэлектрике.

Как показывает анализ достаточно сложного выражения для собственной добротности, ее рост определяется в первую очередь увеличением толщины металлизации, а также относительной ширины токоведущих дорожек. Для физически и технологически реализуемых параметров, величина Qm находится в интервале между 300 и 400 [8].

Качество материала подложки, в значительной степени, определяется тангенсом угла диэлектрических потерь (tg), связанным с соответствующей составляющей добротности микрополосковой линии Qd (для больших значений диэлектрической проницаемости [8]) выражением Qd1/ tg).

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Похожие:

Сокращения iconПриказ № от «31» 08 2011г. Основная образовательная программа муниципального...
Используемые понятия, обозначения и сокращения в Основной образовательной программе начального общего образования моу сош №18

Сокращения iconМониторинг центральных сми по пенсионной и социальной тематике 25 июня 2013 года
Минфин предлагает балансировать бюджет в 2014-2016 гг за счет сокращения трансферта пфр, госзакупок и переноса расходов на гпв

Сокращения iconК проекту профессионального стандарта «химик» москва ● 2013 содержание сокращения 3 введение 4
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «национальный исследовательский...

Сокращения iconПрограмма курса алгебры 8 класса по теме №1
Предполагается, что к началу изучения главы 1 учащиеся уже в достаточной степени овладели навыками сокращения алгебраических дробей,...

Сокращения iconМатериалы дальневосточной секции конференции
Пагуошский комитет продолжает оставаться одной из ведущих научных неправительственных организаций России по вопросам сокращения и...

Сокращения iconПояснительная записка Условные обозначения, сокращения
Организация деятельности взрослых и детей по реализации и освоению основной общеобразовательной программы дошкольного образования...

Сокращения iconПояснительная записка Условные обозначения, сокращения
Организация деятельности взрослых и детей по реализации и освоению основной общеобразовательной программы дошкольного образования...

Сокращения iconСоюзные барьеры Юристы считают, что работа таможни приносит все больше проблем бизнесу
Власти РФ рассматривают различные варианты компенсации возможных потерь отечественных свиноводов, которые они могут понести из-за...

Сокращения iconПросим представлять материалы в следующем виде
Лько черно-белые, с обязательной копией изображения в отдельном файле (в формате bmp, jpg); каждый рисунок должен иметь объяснения...

Сокращения iconДругая вера («повесть временных лет») Письма Веры Буниной к Вере...
«Русской Мысли». Теперь, с любезного разрешения Л. Ф. Зурова, в архиве которого находятся их подлинники, предлагаются здесь письма...



Школьные материалы
Загрузка...


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
top-bal.ru

Поиск