Описан новый вариант построения СВЧ-переключателя каналов Х-диапазона на основе шлейфного направленного ответвителя с управляющими транзисторами, изготовленными по технологии рНЕМТ. Проведен теоретический анализ принципов работы данной схемы. Применена методика оптимизации импедансов шлейфов направленного ответвителя, позволяющая существенно расширить рабочую полосу устройства. Показана возможность построения на основе данной схемы многоканальных переключателей.

Пьезокерамические стержневые конструкции, совершающие продольные колебания, широко используются в различных областях техники. Усиление требования к микроминиатюризации, уменьшение массогабаритных размеров таких элементов выдвигают перед разработчиками актуальную задачу по оптимизации геометрической формы и различных электрофиз. параметров рассматриваемых преобразователей. Работа посвящена решению задачи по определению оптимальной формы поперечнего сечения пьезокерамических стержней с присоединенной массой на конце, совершающих продольные колебания.

Выполнены оптимизация конструктивных параметров измерительных микрополосковых резонаторов для получения максимальной чувствительности ИМПР при измерении диэлектрической проницаемости полярных ЖК в ядерных порах. Оптимизация проводится на частотах 90, 200 и 350 МГц. Выбор частот обусловлен дальнейшим применением оптимизированных конструкций ИМПР для исследования температурной зависимости эпсилон[||] ЖК 5СВ в ядерных порах лавсана в области релаксации дипольной поляризации молекул ЖК 5СВ, находящегося в массивном состоянии.

Исследованы селективные свойства микрополосковых фильтров, содержащих от двух до шести сонаправленных нерегулярных четвертьволновых резонаторов, полосковые проводники которых имеют форму шпильки. В квазистатическом приближении изучено поведение крутизны склонов амплитудно-частотных характеристик от конструктивных параметров устройств, а также от относительной ширины полосы пропускания фильтров в широком диапазоне рабочих частот. Показаны возможности получения не только симметричной амплитудно-частотной характеристики фильтров, но и характеристики с максимальной крутизной либо низкочастотного, либо высокочастотного склонов. Наблюдается хорошее согласие численного анализа одномерных моделей рассмотренных микрополосковых структур с экспериментом.

Описана микрополосковая структура с изменяемой конфигурацией, в которой импеданс линии может активно регулироваться, создавая фазовый сдвиг передаваемого сигнала. С помощью микромашинной обработки в заземляющей плоскости под микрополосковым проводником встраивается тонкопленочная медная мембрана. При возбуждении мембраны происходит изменение расстояния между проводником линии и заземляющей плоскостью, т. е. изменяется емкость линии. Анализируется работа ФВ, использующего микрополосковую структуру с изменяющейся конфигурацией в диапазоне 5-32 ГГц для различных геометрий мембраны. Использовались одна или несколько последовательных мембран с дискретными или непрерывным управляющими сигналами.

Исследованы особенности распространения собственных волн ТЕ-типа в периодической структуре ферромагнетик-диэлектрик. Подмагничивающее поле параллельно границам раздела сред и перпендикулярно направлению распространения. На основе решения граничной задачи получены матрица преобразования периода структуры, дисперсионное соотношение и энергетический коэффициент отражения для случая нормального падения волны на полубесконечную периодическую среду. Показано, что внешним полем можно управлять спектром и характеристиками отраженной волны.

На основе энергетических соотношений предложен метод, позволяющий получить частотные зависимости коэффициентов связи резонаторов в микрополосковой модели одномерной сверхрешетки. Вблизи собственных частот микрополосковых резонаторов наблюдается количественное согласие полученных значений коэффициентов с соответствующими частотно-независимыми коэффициентами связи, вычисленными известными методами. Измерения, проведенные на ряде микрополосковых структур, показали достаточно хорошее совпадение теории с экспериментом.

Рассмотрены основные принципы системного подхода к проектированию СВЧ-ферритовых компонентов бортовых РЛС, основанных на использовании специфических свойств ферритовых устройств: возможности получения одних и тех же электрических характеристик для нескольких альтернативных вариантов конструкций и режимов работы, а также на возможности реализации многофункциональных режимов работы, в том числе и нелинейных.

Рассмотрен эксперимент, в котором аксиально-симметричный поток релятивистских электронов инжектируется с торца в цилиндрическую камеру (материал – Fe), заполненную воздухом. Математическая модель эксперимента включает двумерные нестационарные уравнения Максвелла в цилиндрических координатах; уравнения для вычисления проводимости воздушной среды в камере; моделирование потока релятивистских электронов методом крупных частиц. При численном интегрировании уравнений Максвелла используется идеология метода квазианалитической интерполяции. В методе крупных частиц расчет плотности тока основывается на законе сохранения заряда в ячейках. Предложен и реализован подход к распараллеливанию вычислительного алгоритма на многопроцессорной вычислительной технике с распределенной памятью, который принципиально отличается от геометрического распараллеливания и использует тот факт, что моделирование крупных частиц занимает основное расчетное время.

Описан новый малогабаритный кольцевой микрополосковый резонатор. Диэл. подложка в резонаторе частично замещена кольцом из метаматериала с отрицательными эпсилон и мю. Показано, что резонансная частота основной E[110] моды может быть сделана сколь угодно малой путем соответствующего выбора размеров и параметров метаматериала кольца. Приведены результаты расчетов нормированной резонансной частоты моды E[110] в функции отношения внутреннего диаметра микрополоскового резонатора – a к наружному диаметру кольца из метаматериала – b. Определена картина поля в резонаторе для c/b=2,0, где c – наружный диаметр микрополоскового резонатора.

Рассмотрена возможность разработки резонансного элемента из диэл. материала в форме спирали. Приведены результаты моделирования собственной моды в лямбда/4-керамическом резонаторе. Собственная мода сильно зависит от шага спирали и толщины катушки. Представлены картины E-поля в прямом и спиральном лямбда/4-резонаторах. Моделирование и измерения выполнялись с резонатором из TiO[2] для резонансных частот и потерь первых шести мод. Дано сравнение характеристик диэл. и металлических спиральных резонаторов.

Генерация СВЧ радиоизлучения наблюдается во взрывомагнитных генераторах частоты (ВМГЧ) с магнитокумулятивным принципом работы, в ВМГЧ с ферромагнитным рабочим телом и других преобразователях энергии взрывчатых веществ (ВВ) в энергию электромагнитного импульса (ЭМИ). Принципиально важно то, что при преобразовании энергии ВВ в энергию ЭМИ в них происходит пространственное изменение магнитного поля. Для анализа возможных механизмов генерации СВЧ радиоизлучения рассмотрим конструкцию взрывомагнитного генератора с ферромагнитным телом. Принцип действия ВМГЧ основан на ударном размагничивании ферромагнитного тела (в качестве которого применяется постоянный магнит).

Выполнено теоретическое исследование резонансных свойств двухпроводникового полоскового (ДПП) резонатора. ДПП-резонатор является миниатюрным полосковым резонатором, длина полоскового проводника которого короче четверти длины волны. Отношение его второй резонансной частоты к первой приблизительно равно 3, то есть такое же, как и у регулярного четвертьволнового резонатора. Длина полоскового проводника при заданной частоте первого резонанса определяется в основном величиной эффективной диэлектрической проницаемости для нечетной волны.

Описан малогабаритный заграждающий фильтр на копланарном волноводе для ВЧ терминалов систем связи через ИСЗ диапазона K[a]. Фильтр выполнен на кремниевой мембране микромашинной обработки. Благодаря использованию топологии резонансной диафрагменной связи фильтр обеспечивает высокий уровень компактности, затухание более 24 дБ в полосе восходящей линии связи и очень низкие вносимые потери, близкие к 0,3 дБ в полосе нисходящей линии связи. Рассмотрена модель фильтра и схема металлизации по технологии копланарного волновода. Дана эксперим. частотная зависимость коэф. передачи фильтра в диапазоне 15-35 ГГц.

При разработке и производстве акустоэлектронных линий задержки (АЛЗ) существует необходимость точных измерений достаточно больших (более 80 дБ) значений ослаблений задержанного импульсного СВЧ-сигнала. Измерения, как правило, проводятся методом замещения, т. е. замены испытуемого изделия аттенюатором с известными вносимыми потерями. Данный принцип построения измерений успешно применяется нами в диапазоне частот до 12 ГГц. В общем случае, при измерениях в сантиметровом диапазоне, возникает ряд проблем, а именно: толщины металлических и диэлектрических пленок акустоэлектронного преобразователя в этом диапазоне значительно меньше, следовательно, применение повышенных мощностей на входе измеряемого изделия нежелательно; качество усилителей СВЧ, экранировка тракта и коэффициент шума уступают таковым в низкочастотном диапазоне; в то же время в современных условиях в нашей стране немаловажную роль играет стоимость измерительного стенда. Применение дорогой зарубежной комплектации и радиоизмерительных приборов в ряде случаев представляет неразрешимую проблему. В таких условиях при разработке АЛЗ для диапазона до 18 ГГц с уровнем ослаблений паразитных задержанных сигналов 80 дБ возникла необходимость в изготовлении промышленной установки измерений на имеющейся в наличии базе.

Приведены результаты экспериментального исследования резонаторов из чистого ниобия при криогенных температурах, приведена интерпретация эффекта понижения добротности упомянутых резонаторов, которое обусловлено возбуждением магнитных полей высокой напряженности и предложен способ обнаружения дефектов резонаторов. Способ используется при оптимизации параметров резонаторов из сверхпроводящих материалов.