Т.Ю. Шумилов1, А.С. Анисимов2, Р.Ю. Казацнев3, А.Н. Масюгин4, В.В. Иванин5

1-5 АО «НПО «Радиосвязь» (г. Красноярск, Россия)

2,4 Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева (г. Красноярск, Россия)

3,5 Сибирский федеральный университет (г. Красноярск, Россия)

1 shtu@krtz.su, 2 anisimov24022002alex@gmail.com, 3kazantsevry.rs@gmail.com, 4 albert.masyugin@mail.ru, 5 v@ivaninv.ru

Постановка проблемы. Неотъемлемой частью радиоэлектронных систем, обеспечивающих поглощение и рассеивание энергии электромагнитных волн, являются сверхвысокочастотные (СВЧ) нагрузки. При их проектировании возникает проблема обеспечения не только высоких электрических характеристик, но и долговременной стабильности резистивного элемента при высокой удельной мощности [1-3].

Цель. Разработать микрополосковую СВЧ-нагрузку высокой мощности, удовлетворяющую современным требованиям по массогабаритным характеристикам, удельной рассеиваемой мощности и предсказуемой долговременной стабильности параметров на основе физической модели старения тонкопленочных резисторов.

Результаты. Предложена новая конструкция микрополосковой СВЧ-нагрузки. Показано, что выбор нихрома (NiCr) в качестве резистивного материала обоснован не только его удельными параметрами, но и предсказуемым кинетическим характером старения, подчиняющимся уравнению Аррениуса [3]. Установлено, что температура резистивного слоя изготовленного образца СВЧ-нагрузки при рассеивамой мощности в 100 Вт и температуре окружающей среды +19,3 °C не превышает 71 °С. Проведена оценка долговременной стабильности на модели Аррениуса для наихудшего случая эксплуатации при температуре окружающей среды +85 °C. Результаты расчета подтвердили, что даже в этих условиях дрейф сопротивления за 15 лет не превысит 1,2%.

Практическая значимость. Высокая стабильность параметров разработанной СВЧ-нагрузки позволяет использовать ее в высоконадежных компонентах радиоэлектронной аппаратуры, таких как прецизионные измерительные приборы, устройства защиты и модули базовых станций связи [2, 3, 10].

Шумилов Т.Ю., Анисимов А.С., Казацнев Р.Ю., Масюгин А.Н., Иванин В.В. Микрополосковая СВЧ нагрузка высокой // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 3. С. 57–64. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700784-202603-08

1. Рудоясова Л.Г., Шишков Г.И., Щербаков В.В. Тонкие резистивные пленки в устройствах СВЧ и КВЧ // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 4(97).
2. Абубакиров Б.А., Когтева Л.В., Львов А.Е., Панков С.В., Шишков Г.И. Волноводные и микрополосковые нагрузки в радиоизмерительной технике // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2015. № 1(108).
3. Vishay Beyschlag. Predictable components: stability of thin film resistors // Vishay Application Note. 2013. Document Number: 28873.
4. Pozar D.M. Microwave Engineering. 4th ed. Wiley. 2011.
5. Collin R.E. Foundations for Microwave Engineering. 2nd ed. IEEE Press. 2001.
6. Ohring M. Materials science of thin films: deposition and structure. 2nd ed. Academic Press. 2001.
7. Веселов И., Егоров Е.Н., Алехин Ю.Н., Воронина Г.Г., Романюк В.А., Разевиг В.Д., Чаплин А.Ф., Шеремет М.В. Микроэлектронные устройства СВЧ. М.: Радио и связь. 1988.
8. Бова Н.Т., Ефремов Ю.Г., Конин В.В., Невгасимый А.Ф., Солганик Б.Д. Микроэлектронные устройства СВЧ. М.: Радио и связь. 1991.
9. Бахарев С.И., Вольман В.И., Либ Ю.Н., Мамонова Н.М., Муравцов А.Д., Саркисьянц А.Г., Силин Р.А., Славинский О.К., Ширяев Д.Д. Справочник по расчету и конструированию СВЧ-полосковых устройств. М.: Радио и связь. 1982.
10. Савенков Г.Г. Многоканальные широкополосные СВЧ-нагрузки и аттенюаторы на пленочных микрополосковых резисторах: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. Томск: ТУСУР. 2018. 140 с.
11. Босов С.И. 3D-моделирование тонкопленочных акустоэлектронных СВЧ-резонаторов на основе нитрида алюминия: Автореф. дисс. … канд. физ.-мат. наук. Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2014. 147 с.
12. Мастеров Д.А. Магнетронное напыление и исследование пленок высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7- δ для применений в пассивных высокочастотных устройствах: Автореф. дисс. …. канд. техн. наук. М.: МФТИ. 2009.