А.С. Кухаренко − к.т.н., вед. инженер,
АО «Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации» (НИИТФА) E-mail: alexk.05@mail.ru
Постановка проблемы. Микрополосковая меандр-линия, а также и щелевая линия, достаточно хорошо изучены и уже давно стали базовыми элементами построения различных приборов и устройств ВЧ- и СВЧ-диапазонов. Однако для получения микроволновых конструкций с улучшенными, а порой и новыми характеристиками, эти структуры все чаще используются не самостоятельно, а в комбинации друг с другом и с другими структурами, образуя системы связанных замедляющих цепей. В этом случае для аналитического расчета таких конструкций уже не могут быть применены стандартные методики, поскольку это существенно усложняет процедуру предварительного проектирования устройств СВЧ.
Цель. Рассмотреть предложенную автором методику аналитического расчета комплексного сопротивления микрополосковой меандр-линии, расположенной над импедансной поверхностью, позволяющей быстро построить аналитическую модель подобных конструкций, предоставив тем самым разработчикам инструмент первичного анализа характеристик и параметров устройств СВЧ, необходимый на этапе предварительного проектирования.
Результаты. Проведены расчет и анализ конструкции частотно-селективной структуры, образованной суперпозицией щелевой линией и микрополосковой меандр-линией, которые вместе формируют многослойную структуру. Показано, что такая конструкция образует полосно-запирающий фильтр с шириной рабочей полосы более октавы, обладающий при этом также и свойствами метаматериала. Представлены результаты расчета комплексного сопротивления описанной структуры в целом, а также проведено сравнение результатов расчета с результатами измерения опытного образца исследуемого частотно-селективного устройства. Установлено, что результаты измерения и расчета находятся в хорошем согласовании друг с другом.
Практическая значимость. Предложенная в работе методика расчета может быть использована для проведения предварительной оценки параметров устройств на основе меандр-линии, расположенной над импедансной поверхностью.
Кухаренко А.С. Аналитический расчет комплексного сопротивления микрополосковой меандр-линии, расположенной над импедансной поверхностью // Электромагнитные волны и электронные системы. 2020. Т. 25. № 1–2. С. 90−95. DOI: 10.18127/j15604128-202001-2-10.
Kukharenko A.S. Analytical calculation of complex resistance of a microstrip meander-line placed over an imp
- Нефедов Е.И. Устройства СВЧ и антенны: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Изд. центр «Академия». 2009. 384 с.
- Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. М.: Радио и связь. 2002. 200 с.
- Гвоздев В.И., Нефедов Е.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1985. 256 с.
- Маттей Г.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Т. 1 / Пер. с англ. под ред. Л.В. Алексеева, Ф.В. Кушнира. М.: Связь. 1972. 443 с.
- Маттей Г.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Т. 2 / Пер. с англ. под ред. Л.В. Алексеева, Ф.В. Кушнира. М.: Связь. 1972. 496 с.
- Патент на изобретение (РФ) № 2594947. С.Н. Бойко, А.С. Кухаренко, С.В. Косякин, Ю.С. Яскин. Опубл. в бюл. № 23. 20.08.2016.
- Numan A.B., Sharawi M.S. Extrection of material parameters of metamaterials using a full-wave simulator // IEEE Antenna and Propagations Magazine. Oct. 2013. V. 55. № 5. Р. 2002−2011.
- Елизаров А.А., Кухаренко А.С. Микроволновые частотно-селективные устройства на резонансных отрезках электродинамических замедляющих систем и структурах с метаматериалами. М: Изд. дом Высшей школы экономики. 2019. 327 с.