Направления миниатюризации

В настоящее время развиваются шесть основных направлений миниатюризации. Первое, традиционное, направление основано на применении печатных микрополосковых устройств в стандартных микросбор¬ках при достаточно высоком подложки. Резонаторами ПФ слу¬жат полуволновые и четвертьволновые отрезки линий. Часто ис¬пользуют подложки из поликора ( =9,6). Второе направление основано на применении полусосредо¬точенных элементов, образуемых короткими отрезками линий. Удачный вариант такого устройства — гребенчатый фильтр; его габаритные размеры сравнимы с размерами микрополоскового ПФ, но имеется выигрыш в диссипативных потерях. Третье направление миниатюризации устройств УВЧ и ОВЧ связано с применением сосредоточенных индуктивностей и емкос¬тей в печатном исполнении (возможны и навесные конденсаторы), размеры которых существенно меньше длины, волны. Габаритные размеры таких элементов очень малы; малая собственная доброт¬ность ограничивает их применение устройствами с полосами про¬пускания не меньше чем 15...20%. Исследования в этой области в последние годы весьма интенсивны, и применение сосредото¬ченных элементов растет . Четвертое направление основано на применении диэлект¬рических резонаторов в запредельном волноводе. Используются диэлектрики с =3,8...80. При поперечном расположении диэлектрических резонаторов в запредельном волноводе обеспе¬чивается простота «сшивания» полей в волноводе и в диэлектри¬ке и соответственно разреженный спектр паразитных полос пропу¬скания фильтра. В некоторых вариантах конструкции таких ПФ достигается ПК=1...2. Интересен также и другой вариант расположения диэлектрических резонаторов — продольный. Резонаторы располагаются на нижней стенке запредельного вол¬новода в виде дисков. Поле в волноводе здесь более сложной структуры, чем в первом случае, что сказывается неблагоприятно на спектре паразитных полос пропускания. В рассматриваемом направлении имеются неиспользованные возможности. Например, в последнее время удалось реализовать ПФ на диэлектрических резонаторах с использованием двух по¬ляризаций поля в запредельном волноводе. Это обеспечивает АЧХ с полюсами затухания на конечных частотах, что существенно увеличивает крутизну скатов АЧХ. В настоящее время рассмат¬риваемое направление может быть реализовано лишь в диапазо¬нах СВЧ и УВЧ. Для реализации в диапазоне ОВЧ необходима разработка керамики с весьма высоким при приемлемом . Пятое направление основано на применении функциональ¬ных сред, в которых создается поверхностная акустическая вол¬на либо поверхностная магнитостатическая волна (ПМСВ). Эта техника специфична и требует высокой технологической культу¬ры. Шестое направление миниатюризации рассмотрено в книге подробно. Сущность используемых эффектов заключается в ак¬тивизации влияния магнитной связи между проводами НВЛ. В традиционных вариантах включения линия определяется полно¬стью двумя параметрами: волновым сопротивлением р и электри¬ческой длиной . Взаимная индуктивность между проводами ли¬нии проявляется лишь в НВЛ; она характеризуется коэффициен¬том магнитной связи k. Рациональное сочетание трех варьируе¬мых параметров р, и k обеспечивает одновременно миниатюр¬ность и широкополосность устройства УВЧ и ОВЧ диапазонов. Во многих случаях для создания вводится магнитопровод, однако он ухудшает термостабильность и уве¬личивает габаритные размеры устройства.