Щелевые линии передачи для базовых элементов интегральных схем СВЧ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Клюев Сергей Борисович

• Клюев Сергей Борисович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Клюев Сергей Борисович

Введение

Глава 1. Регулярные щелевые волноведущие структуры

1.1. Классификация регулярных щелевых волноведущих структур

1.2. Анализ методов проектирования, моделирования и расчета регулярных щелевых линий

1.3. Расчет регулярной несимметричной щелевой линии методом конечных элементов

1.4. Выводы

Глава 2. Исследование влияния конструктивных особенностей симметричной щелевой линии на ее электродинамические характеристики

2.1. Численное моделирование асимметричной щелевой линии и экспериментальное исследование ее характеристик

2.2. Численное моделирование симметричной щелевой линии с диэлектрической вставкой в щели

2.3. Численное моделирование симметричной щелевой линии с экранированным основанием

2.4. Численное моделирование широкополосного многослойного полосково-щелевого перехода

2.5. Выводы

Глава 3. Численное моделирование регулярных несимметричной двухщелевой и рёберно-диэлектрической линий

3.1. Собственные волны несимметричной двухщелевой линии - обобщённые сведения

3.2. Несимметричная двухщелевая линия. Математические модели

3.2.1. Расчет модели несимметричной двухщелевой линии с вертикальными электрическими стенками

3.2.2. Расчет модели несимметричной двухщелевой линии с вертикальными магнитными стенками

3.2.3. Физический анализ результатов по «маловолновому» приближению несимметричной двухщелевой линии

3.2.4. Высшие типы волн в несимметричной двухщелевой линии

3.2.5. Обобщённые характеристики несимметричной двухщелевой линии

3.3. Расчет моделей рёберно-диэлектрической линии с ^-образными проводниками

3.4. Выводы

Глава 4. Разработка конструкций базовых элементов на основе щелевых

линий для интегральных схем СВЧ и исследование их характеристик

4.1 Разновидности базовых элементов на основе щелевых 105 линий

4.2. Расчет конструкции направленного ответвителя и его характеристик

4.3. Расчет конструктивных вариантов делителя-сумматора и результаты исследования их характеристик

4.4. Переход между несимметричными щелевой и рёберно-диэлектрической линиями и выбор критерия расчета его характеристик

4.5. Широкополосные переходы на основе симметричной щелевой линии

4.5.1. Расчет конструкции перехода и исследование его характеристик с конструктивным элементом в виде частично металлизированного отверстия

4.5.2. Расчет конструкции перехода и исследование его характеристик с конструктивным элементом в виде двух металлизированных отверстий

4.6. Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение 1 Акт внедрения АО «НПП «Исток» им. Шокина»

Приложение 2 Акт внедрения ФГБОУВО «РТУ МИРЭА»

Приложение 3Акт внедрения ОАО «ТНИИС»

Приложение 4 Акт внедрения ФГУП «МНИИРИП»

Приложение 5 Акт внедрения ОАО «КНИРТИ»

Приложение 6 Патент на изобретение №2

Приложение 7 Патент на изобретение №2

Приложение 8 Патент на изобретение №2

Приложение 9 Патент на полезную модель №

Приложение 10 Патент на изобретение №2

Список используемых сокращений ААФАР - адаптивная фазированная антенная решётка АСЩЛ - асимметричная щелевая линия АФАР - активная фазированная антенная решётка АЧХ - амплитудно-частотная характеристика БЭ - базовый элемент ВС - волноведущая структура ВЩЛ - волноводно-щелевая линия ДОМ - диаграммообразующая матрица ИС - интегральная схема ИУ - интегральное уравнение КВЧ - крайне высокие частоты КЛ - копланарная линия КПД - коэффициент полезного действия КЭ - конечный элемент ЛП - линия передачи МПЛ - микрополосковая линия

МППОО - метод почти полного обращения оператора

МПР - метод поперечного резонанса

МЧО - метод частичных областей

МКЭ - метод конечных элементов

ММВ - миллиметровые волны

МПС - метод поперечных сечений

МСЩЛ - модифицированная симметричная щелевая линия

НДЩЛ - несимметричная двухщелевая линия

НО - направленный ответвитель

НПЛ - несимметричная полосковая линия

НЩЛ - несимметричная щелевая линия

ОИС - объёмная интегральная схема

ПДВ - плоский диэлектрический волновод

ПВ - плоский волновод

ПДКМО - переход с двумя круглыми металлизированными отверстиями

ПрВ - прямоугольный волновод

ППП - полупроводниковый прибор

ПЧМО - переход с частичной металлизацией отверстия

РДЛ - рёберно-диэлектрическая линия

РТ - радиотехника

РТА - радиотехническая аппаратура

РТС - радиотехническая система

САПР - система автоматизированного проектирования

СВЧ - сверхвысокие частоты

СЛАУ - система линейных алгебраических уравнений

СМВ - сантиметровые волны

СММВ - субмиллиметровые волны

СПЛ - симметричная полосковая линия

ССОИ - система сверхбыстрой обработки информации

СЩЛ - симметричная полосковая линия

СЩЛДВ - симметричная щелевая линия с диэлектрической вставкой в щели

СЩЛЭО - симметричная щелевая линия с экранированным основанием

УБЛ - уровень боковых лепестков

ФАР - фазированная антенная решётка

ФУ - функциональный узел

ЩЛП -щелевая линия передачи

ЩЛ - щелевая линия

ЩЛЭО - щелевая линия с экранированным основанием ЭМВ - электромагнитная волна

Латиница

FDM - finite difference method (метод конечных разностей) FDM - feature difference measure (мера разности особенностей)

FDTD - finite difference time domain (метод конечных разностей во временной области)

FEM - finite element method, (метод конечных элементов)

FIT - finite integration technique (метод конечных интегралов)

GTD - geometrical theory of diffraction (метод геометрической теории дифракции)

MoM - method of moments (метод моментов)

MoM/FEM - method of moments / finite element method (гибридный метод моментов/конечных элементов)

TLM - transmission line matrix (метод матрицы линии передачи)

UTD - uniform theory of diffraction (метод однородной теории дифракции)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Щелевые линии передачи для базовых элементов интегральных схем СВЧ»

Введение

Актуальность работы. Развитие научно-технического прогресса диктует постоянное улучшение характеристик и максимальную интеграцию СВЧ устройств для решения различных задач, создания многофункциональных образцов радиотехнической аппаратуры, отвечающих современным требованиям, что приводит к их конструктивному усложнению и усложнению физических процессов и эффектов, происходящих в них. И, как следствие, это требует разработки и внедрения новых принципов конструирования и применения в их конструкции большого числа миниатюрных, малогабаритных устройств, приборов, блоков и др. Поэтому одной из главных задач современной радиотехники (РТ) является изучение и техническое освоение коротких сантиметровых, миллиметровых и субмиллиметровых волн.

Теоретической основой исследования являются научные работы отечественных ученых - А.Н. Тихонова, А.А. Самарского, О.М. Белоцерковского, В.С. Владимирова, А.Г. Свешникова, А.С. Ильинского, В.В. Никольского, Б.З. Каценеленбаума, Г.В. Кисунько, Я.Н. Фельда и др. Существенный вклад в эту область знания внесли и другие российские ученые Ю.В. Гуляев, В.И. Гвоздев, В.Г. Калина, Г.А. Кузаев, А.М. Лерер, Г.С. Макеева, Е.И. Нефёдов, А.С. Петров и другие. Благодаря их научным трудам были сделаны первые и основные разработки теории в области автоматизированного проектирования и технические приложения интегральных схем и объемных интегральных схем СВЧ.

Из зарубежных ученых, которые внесли вклад в исследования данного направления, следует отметить Cohn S.B., Bahl I., Bhartia P., Garg R., Gupta K.C., Janaswamy R., Mittra R., Wusheng J. и др.

В отличие от работ зарубежных авторов особенностью трудов отечественных ученых является разработка передовых концепций аналитической и численной электродинамики, базирующейся на достаточно строгом физико-математическом основании [1-25].

Интегральные схемы (ИС) в РТ были разработаны в 40-х гг. 20-го века в результате прогресса в большом числе смежных наук (физики, химии, математики

и других наук) и явились своеобразной реакцией на требования практики по снижению массогабаритных параметров радиотехнической аппаратуры (РТА), повышению надежности и информационной емкости радиоканала, быстродействия систем вычислительной техники (ВТ). К настоящему времени сформировались и могут быть в значительной степени условно выделены следующие основные тенденции развития РТ и ВТ.

Изучение и техническое освоение новых, все более коротковолновых диапазонов электромагнитных волн, а также большие успехи за последние два десятилетия в освоении сантиметрового, миллиметрового, субмиллиметрового и оптического диапазонов свидетельствуют о стабильности развития данного направления РТ и электроники.

Практическое освоение более высоких частот связано, прежде всего, с необходимостью увеличения скорости передачи информации (ёмкости канала связи). Так как скорость передачи информации пропорциональна полосе частот ^ радиосигнала, то обычным требованием к радиоканалу является малость отношения полосы Аа к некоторой средней частоте радиосигнала: аш/Х << 1. Оно основано на обеспечении минимального влияния дисперсии канала связи на радиосигнал, увеличении разрешающей способности РТА, ее избирательных свойств и др. Повышение разрешающей способности радиолокационных, радиоастрономических систем определяется шириной диаграммы направленности антенны, которая пропорциональна отношению Х/О, где Х - длина волны, О -размер апертуры антенны. Таким образом, уменьшение длины волны ведет к повышению разрешающей способности РТА.

Особое значение и развитие ИС получили при создании многообразных антенных структур - фазированных антенных решёток (ФАР), активных ФАР (АФАР), адаптивных АФАР (ААФАР) и др. Важное значение имеет применение ИС при создании диаграммообразующих матриц (ДОМ) ФАР и АФАР, полосовых и канальных фильтров, а также фильтров для пространственно-временной обработки радиосигналов. Именно при реализации ДОМ был достигнут выигрыш (в 103 раз) по массогабаритным параметрам по сравнению со стандартными

коаксиально-волноводными структурами [20, 26-45].

В значительной степени удалось реализовать широкополосные свойства антенн Вивальди на симметричной (СЩЛ) [46] и несимметричной щелевой линии (НЩЛ) [47], благодаря использованию согласующих устройств на ИС и объемных интегральных схем (ОИС) [41-43, 46-48].

Использование новых принципов обработки информации расширяет возможности РТА. Прикладные аспекты РТ, повышение надежности РТА, ВТ, экономические, производственные и ряд других соображений выдвигают и обусловливают ряд требований к РТА - минимальные габариты и масса, максимальная надежность, предельно возможный КПД (в самом широком смысле этого понятия), минимальные экономические затраты и т. д.

Усилия, направленные на реализацию минимальных массогабаритных параметров РТА и ВТ, привели к созданию низкочастотных интегральных микросхем. Они позволили на несколько порядков увеличить быстродействие ВТ, ее ресурсы и надежность. Создание нескольких поколений вычислительных устройств привело к существенным изменениям в системе учёта, распределения, управления производством и обществом. Эти успехи, в свою очередь, стимулировали работы по улучшению и совершенствованию устройств ВТ, что привело к созданию их комплексов, в которых используются современные суперкомпьютеры используются для компьютерного моделирования сложных физических, биологических, метеорологических и других процессов и решения прикладных задач [38].

В конструктивно-техническом плане интенсивно развивается идея технической реализации ИС и ОИС СВЧ. Одним из наиболее важных требований, предъявляемых к современной РТА, является необходимость обеспечения ее многофункциональности, повышения надежности, повышения радиационной стойкости, резкого уменьшения паразитных излучений и снижения себестоимости за счет внедрения автоматизированного проектирования и единой технологии производства РТА. Этот процесс невозможен без создания элементной базы, основу которой составляют и линии передачи (ЛП). Для проектирования и

создания аппаратуры, блоков, функциональных узлов РТА могут быть применены как планарные, так и щелевые линии передачи, а также их комбинации.

Основными разновидностями регулярных ЛП, находящих широкое применение в ИС и ОИС, являются СПЛ и НПЛ, СЩЛ и НЩЛ (их модификации) и КЛП, а также диэлектрические и Я-волноводы и др. [8, 9, 26, 27, 30-35, 39-41, 5162].

Переход к ИС сначала в СВЧ, потом и в КВЧ в РТА является логичным для развития РТ в целом. По мере увеличения частоты и необходимости создания мобильных радиоустройств и радиоаппаратуры осуществляется переход к многослойному ("этажерочному") объемному монтажу [42].

Реализация идеи миниатюризации РТА в диапазонах дециметровых (ДМВ), сантиметровых (СМВ) и миллиметровых волн (ММВ) привела к созданию ИС СВЧ. В перспективе можно ожидать перехода к РТА СВЧ, в которых низкочастотные части будут выполняться на больших и сверхбольших ИС (там, где это возможно по соображениям, например, допустимого уровня сигнала и др.), а СВЧ узлы - на ИС и ОИС [38, 47, 57, 63-65].

Логичность перехода РТА СВЧ на ИС и ОИС подтверждается ещё и тем, что конструктивная реализация ИС и ОИС СВЧ осуществляется благодаря разработке целого ряда новых конструктивно-технических вариантов ЛП и базовых элементов (БЭ). Одновременно при создании РТА на ИС и ОИС также широко используются все уже имеющиеся в арсенале конструкторов наработки функциональных узлов, блоков, элементов техники СВЧ, тем самым реализуя принцип конструктивного соответствия. Прежде всего в ИС и ОИС непосредственно или после некоторой модернизации применяется весь набор планарных ЛП, щелевых ЛП (ЩЛП) и БЭ планарной конструкции [23, 25, 38, 42, 66-69] и БЭ на основе закрытых волноводов (при реализации соответствующих изменений как в конструкции, так и в физических и математических моделях). Со структурами на ИС и ОИС СВЧ и КВЧ хорошо согласуются устройства на основе волноводов, которые способствуют решению задач миниатюризации СВЧ модулей РТА [70]. Практически все устройства этого класса могут быть включены в структуру ИС и ОИС, увеличивая

тем самым возможности реализации задач, стоящих перед создателями РТА.

С целью реализации идеи пространственно-временной обработки сигнала, которая могла бы быть осуществлена сложнейшими фильтрами с огромным количеством соединений сигнальной разводки, соблюдая при этом правила выбора длины и шага трасс и исключая пересечение проводников (см., например, [55]), появилась идеология и техника ИС и ОИС в диапазонах СВЧ и КВЧ [38, 47, 63, 71].

На ИС и ОИС могут быть реализованы модули, узлы, блоки с применением комбинации различных типов ЛП без электрического контакта между проводниками в многослойных схемах, что позволит осуществить передачу сигнала с минимальными вносимыми потерями.

Одной из наиболее актуальных проблем ИС и ОИС СВЧ, и особенно КВЧ, является проблема реализации и размещения нелинейных и активных БЭ, которые выполняются в виде сосредоточенных, а не на распределённых элементах [41, 72, 73]. Гибридность конструктивных решений для ИС СВЧ и КВЧ была связана с практическим отсутствием возможности реализации узлов РТА в СВЧ- и КВЧ диапазонах с пассивными нелинейными и активными БЭ в едином технологическом цикле. Для решения конструктивно-технологических проблем РТА на базе ИС и ОИС, основанных на разработках и внедрением в практику изготовления многослойных структур, будут способствовать массовому применению принципов проектирования ИС и ОИС структур РТА и, что особенно важно в ВТ, обеспечив увеличение её быстродействия на несколько порядков.

Послойная технология ИС и ОИС СВЧ и КВЧ дает возможность встраивать в схему нелинейные элементы с помощью имеющихся в арсенале разработчиков и инженеров технологических процессов, приемов или способов для ИС. При изготовлении ИС и ОИС СВЧ и КВЧ ВС имеется возможность согласования с БИС и СБИС, на которых выполняются низкочастотные узлы и блоки РТА, с наименьшими внесенными потерями в ЛП.

Структуры ИС и ОИС СВЧ и КВЧ представляют собою систему для создания блоков, схем, функциональных узлов и устройств с улучшенными качественных характеристиками и возможностями.

Для расширения возможностей получения улучшенных характеристик ИС и ОИС уделяется внимание изучению и применению новых материалов, на возможность существования и создания которых указал Л.М. Мандельштам [74], называемых метаматериалами и киральными структурами [75]. Они позволяют значительно повысить функционал современной РТ и электроники. Во многом они представляют собой многослойные структуры, соответствующие ИС и ОИС по своим конструктивно-техническим решениям. Конструкции таких схем с метасвойствами представляют собой периодические структуры, анализ и проектирование которых упрощается при использовании, например, импедансных граничных условий Вайнштейна-Сивова [23]. Распространение идеологии и техники ИС и ОИС СВЧ на метаструктуры позволяет учитывать физические свойства материалов при проектировании устройств СВЧ и КВЧ [51, 64, 65, 76 - 79] на основе многослойных топологических структур.

Проведенное краткое рассмотрение возможностей принципов развития, проектирования и создания техники ИС и ОИС свидетельствует о логичности идеи перехода построения РТА СВЧ, а тем более в КВЧ диапазоне частот, на ИС и ОИС, утверждая тем самым, что ИС и ОИС являются синтезом достижений современной интегральной технологии в РТ. Такой переход позволяет приступить к разработке принципов оптимального проектирования и конструирования РТА, так как в ИС и ОИС для СВЧ-КВЧ используются практически все ранее известные типы ЛП, планарные БЭ, широко развитая элементная база волноводных устройств [80], диэлектрических структур и т. п. (принцип конструктивного соответствия [43]). При этом имеются и непрерывно создаются целые классы новых, присущих только ИС, ЛП и БЭ на них, а также на комбинациях из ранее разработанных, применяемых и новых типов ЛП.

Перечислим некоторые преимущества ИС для РТА и ВТ. Во-первых, выигрыш в габаритах модуля на ИС по сравнению с планарной конструкцией составляет величину порядка 101 - 103 [41, 43]. Во-вторых, следует отметить также существенное влияние выбора типа ЛП на число слоев диэлектрика в ИС в многослойных структурах (применение ЩЛ оказывается более выгодным

относительно объемов ИС по сравнению, например, с НПЛ). Для решения задач создания современных РТС на ИС и ОИС СВЧ и КВЧ уже разработаны и внедряются 30 технологии их изготовления.

Одним из направлений современного этапа научно-технического прогресса является исследование и техническое освоение коротковолновой части СМВ диапазона, а также ММВ и СММВ. Решение этой важной задачи в значительной мере базируется на технологии планарных ИС и ОИС, основу которых составляют различные полосковые линии и ЩЛП. В ИС и ОИС СВЧ используется только канонических типов ЛП порядка 100 [42, 43, 53, 81, 82], а с учётом модернизированных и много больше.

Наиболее широкое распространение получили устройства на НПЛ, ЩЛ и копланарных ЛП, содержащие различные плёночные включения, моно- и поликристаллические ферритовые слои, помещенные во внешнее магнитное поле, тонкие резистивные слои, используемые, в частности, для поглощения нежелательных типов волн [21, 47]. Слои магнитодиэлектрика обычно наносятся на диэлектрическую подложку, а на них - токопроводящие элементы. Таким образом, ЛП, в общем случае, представляет собой структуру на многослойной подложке. Использование комбинированных подложек позволяет создать принципиально новые устройства СВЧ как по принципу действия, так и по технологии изготовления. Особенно заметны преимущества многослойных структур в создании ФАР, АФАР и других устройствах, а также с использованием метаматериалов.

В соответствии с областью преимущественного применения ЛП формируется комплекс требований, например, к конкретной РТА, а при системном подходе выясняется, что для осуществления последних требуется большой набор разнообразных электродинамических структур объёмного и/или планарного типа -БЭ.

Один из фундаментальных законов ОИС - принцип оптимальности БЭ -определяется в виде требования: каждому БЭ - оптимальную, именно для него, ЛП [43]. К моменту создания БЭ для ИС и ОИС в технике СВЧ и КВЧ было предложено

и разработано большое число ЛП различного типа [82]. Поэтому, например, при создании БЭ для РТА, РТС на ИС и ОИС необходимо оптимальным способом использовать характеристики ЛП, являющейся основой для построения каждого БЭ.

Следствием принципа оптимальности БЭ является необходимость понимания физической сущности процессов, протекающих как в регулярных, так и в нерегулярных электродинамических структурах. Только тогда, когда построена адекватная действительности физическая модель узла, блока, модуля РТА, можно приступать к созданию его математической модели и далее к разработке алгоритма и программы. Только в этом случае алгоритмы получаются эффективными, чёткими в описании физических процессов, что позволяет достичь поставленной цели.

Полосково-щелевые ЛП и структуры самого разного типа, выполненные на их основе, составляют фундамент широкого класса БЭ и функциональных узлов (ФУ) планарных, ИС и ОИС СВЧ и КВЧ [23, 41-43, 53, 66, 69, 83-98]. Из БЭ и ФУ этого класса строятся устройства (модули) разнообразных систем, в том числе, миниатюрная РТА, радиоэлектронные схемы, блоки. Для решения задач уменьшения массогабаритных размеров применяются ЛП типа НЩЛ, несимметричной двухщелевой линии (НДЩЛ) и другие их варианты и модификации, которые нашли применение в построении БЭ конструкций модулей, блоков, а также и в антенно-волноводной технике [30, 32, 33, 39, 41, 52, 53, 76, 97, 98] как в виде питающих излучатели ЛП, так и как собственно излучателей, например, в виде антенны Вивальди (см., [43, 46, 47, 99] и мн. др.) и перспективны для использования в фрактальных системах излучателей [100]. Многие устройства на ЩЛ разного типа используются в различных БЭ, как в одноволновом режиме [51, 64, 78, 101, 102], так и перспективном многоволновом [76, 103].

Теория и математическое моделирование БЭ и ФУ, выполненных на основе разнообразных типов ЛП, к настоящему времени разработаны достаточно полно. Их модели и некоторые результаты даже вошли в учебную литературу [42-44, 51, 104]. В большей части анализ физических свойств и получение результатов

основывается на использовании общего метода Кисунько - метода частичных областей (МЧО) [12]. Далее задача различными способами сводится к интегральному уравнению или системе интегральных уравнений (четырех, как в [39, 41, 43, 105]), которая по процедуре Бубнова-Галёркина позволяет построить СЛАУ. Полученная СЛАУ детально исследуется постановкой и осуществлением многих численных процедур на ВТ, и в итоге достигается приемлемое ее решение.

Такая схема анализа (и параметрического синтеза) основывается на математической и физической теории дифракции [6, 7, 10-12, 67, 106-110]. Следует отметить, что отечественная школа электродинамики во все времена уделяла большое значению анализу физики функционирования каждого конкретного устройства. Однако современные конструкции БЭ и ФУ диапазонов СВЧ и КВЧ столь сложны, что анализ их оказывается затрудненным, а в некоторых случаях и вовсе недоступным классическими методами. Знание особенностей поведения дифракционного поля в основных классах ключевых (полубесконечных) структур, допускающих строгое решение, является необходимым [53, 99, 109, 110].

Таким образом, классический подход к исследованию и решению задач по проектированию БЭ и ФУ и их обобщения на вновь разрабатываемые структуры (сложной конструкции) не всегда ведет к решению поставленной задачи. В большинстве работ процедура анализа и расчёта строится на применении прямых проекционных методов к системе нескольких интегральных уравнений первого рода (например, четырех как в [1, 2, 39-41, 43, 105]) первого рода. Ядра этих интегральных уравнений содержат логарифмические особенности и сингулярности типа Коши [1, 2]. Предложены разные методы решения, связанные с использованием как базис полиномов Чебышёва, различных классов кусочно-определенных функций и мн. др. В результате применения прямых проекционных методов постоянные распространения собственных волн ЛП (в том числе и НДЩЛ) определяются из условия совместимости СЛАУ. При таком подходе возникают немалые трудности, связанные со сложностью обоснования полученных результатов, медленной сходимостью или ее отсутствием, сходимостью к нефизическому пределу, неустойчивостью процедуры [8, 108, 111] и т.д.

Следующим этапом в развитии методов анализа были численно-аналитические методы, как средняя промежуточная процедура между аналитическими и численными подходами. Таковым является опробованный метод почти полного обращения оператора (МППОО) [1, 2, 14-19], примененный и к НДЩЛ в [2]. С его помощью был получен ряд уникальных по своей общности и точности результатов. Однако, МППОО оказался, во-первых, сложным в своей реализации для случая размещения токопроводящих полосок (металлических экранов) на разных плоскостях (см., например, [2]). Во-вторых, до сих пор не удалось применить вычислительный аппарат МППОО к структурам, в которых токопроводящие полоски располагаются под некоторым (даже прямым) углом друг другу или имеют сложную конфигурацию (топологию). Анализ ЩЛП любого типа усложняется еще и необходимостью обязательного учёта толщины образующих щели металлических экранов (в отличие от планарных ЛП). При этом исключение или учёт влияния особенностей на двух близко расположенных угловых точках приводит к усложнению анализа рассматриваемой ИС и ОИС, что лишает его во многом прозрачного физического содержания на некоторых этапах исследования таких ВС.

Поэтому для большинства геометрически сложных БЭ и ФУ электродинамическая задача решается численными методами. Для этого разработаны численные методы, связанные с их приложением к решению определенного класса задач. К настоящему времени широкое распространение получили программы типа НРББ, СБТ, БЕКО [112, 113] и мн. др. Эффективное использование численных методов для анализа электродинамических структур требует большой осторожности и понимания существа процессов в рассматриваемой ЛП или БЭ СВЧ и КВЧ [6, 7, 66, 113, 114, 115]. Для понимания физики процессов, например, в НДЩЛ помогает предварительное достаточно полное исследование НЩЛ [26-30, 32, 39-41, 43, 98, 110].

Из представленного выше обзора определены основные задачи диссертационной работы - дальнейшее развитие элементной базы (БЭ) на СЩЛ, НЩЛ и НДЩЛ, которое будет основывается, во-первых, на исследовании самих

этих ЛП, то есть изучении их характеристик и дисперсионных зависимостей, геометрии и т.д.; во-вторых, на применении численных методов расчёта, используемых при создании БЭ, с последующей их проверкой в эксперименте и проектируемых конструкциях; в-третьих, на использовании наряду с известными новых принципов построения БЭ. Эти аспекты отражены в работе. Целью диссертации является минимизация вносимых потерь в щелевых линиях передачи и построение на их основе базовых элементов с улучшенными характеристиками для интегральных схем СВЧ. Научные задачи:

1. обосновать эффективное использование щелевых линий для построения базовых элементов интегральных схем СВЧ с улучшенными характеристиками;

2. исследовать возможность применения метода конечных элементов для проектирования щелевых линий, базовых элементов интегральных схем СВЧ и многослойных СВЧ структур на их основе;

3. провести математическое моделирование волновых процессов в базовых элементах на основе щелевых линий и их конструкций;

4. исследовать электродинамические характеристики базовых элементов на основе щелевых линий в зависимости от соотношения конструктивных параметров;

5. определить электродинамические характеристики базовых элементов на основе щелевых линий в зависимости от соотношения конструктивных параметров.

Объект исследования: щелевые линии передачи и базовые элементы на их основе для интегральных схем СВЧ и многослойных СВЧ структур. Предмет исследования: характеристики, конструктивное исполнение щелевых линий и базовых элементов на их основе для применения в интегральных схемах СВЧ и многослойных СВЧ структурах. Научные положения, выносимые на защиту:

1. Делитель-сумматор на основе несимметричной двухщелевой линии и симметричной щелевой линии с экранированным основанием обеспечивает

разделение электромагнитной энергии в параллельные плоскости диэлектрической подложки с вносимыми потерями не более -3,4 дБ в полосе рабочих частот 3,0 ГГц;

2. Выбор точки сопряжения несимметричной щелевой и несимметричной рёберно-диэлектрической линий на основе физического эффекта равенства их волновых сопротивлений обеспечивает вносимые потери не более -0,5 дБ в полосе рабочих частот 3,1 ГГц;

3. Направленный ответвитель на основе несимметричной двухщелевой линии обеспечивает ответвление электромагнитной энергии в параллельную плоскость диэлектрической подложки с вносимыми потерями не более -0,2 дБ в полосе рабочих частот 0,42 ГГц;

4. Межслойный переход на основе симметричной щелевой линии с двумя металлизированными отверстиями, каждое из которых попарно соединяет металлические экраны, расположенные на разных сторонах диэлектрической подложки, обеспечивает передачу электромагнитной энергии с минимальными вносимыми потерями -0,5 дБ в полосе рабочих частот 20,1 ГГц за счет сохранения ширины щели.

Методы научного исследования:

Для решения поставленных задач использовались такие методы исследования как метод системного анализа, численный метод электродинамического уровня строгости - метод конечных элементов, приближенный метод - метод эквивалентных схем, прямой метод измерений. Научная новизна работы полученных результатов исследования состоит в следующем:

- в разработке и исследовании характеристик новых модификаций щелевых линий;

- в разработке моделей базовых элементов на основе щелевых линий и их модификаций для интегральных схем СВЧ;

- впервые исследовано снижение вносимых потерь в симметричной щелевой линии за счет увеличения толщины металлических экранов;

- разработана конструкция направленного ответвителя СВЧ на основе несимметричной двухщелевой линии и проведено исследование ответвления мощности сигнала на другую сторону диэлектрической подложки с минимальными вносимыми потерями;

- разработана конструкция делителя-сумматора СВЧ с применением различных типов щелевых линий для передачи электромагнитной энергии в разных плоскостях диэлектрической подложки;

- разработана конструкция согласующего перехода между несимметричной щелевой линией и рёберно-диэлектрической линией и определена точка сопряжения линий, обеспечивающая минимальные вносимые потери;

- разработана конструкция и проведено исследование характеристик рёберно-диэлектрической линии с ^-образными проводниками;

- в получении новых теоретических и экспериментальных результатов для создания новых модификаций щелевых линий и базовых элементов на их основе. Практическая значимость работы. заключается в создании физических и математических моделей для анализа электродинамических характеристик регулярных несимметричных щелевой и двухщелевой линий, обнаружении ряда физических свойств регулярных несимметричных щелевой и двухщелевой линий, симметричной щелевой линии, использование которых позволяет улучшить электродинамические характеристики базовых элементов, создаваемых на основе этих волноведущих структур, создании конструкций базовых элементов на основе щелевых линий. Полученные результаты использованы на промышленных предприятиях, которые подтверждаются 5-ю актами внедрения. Достоверность научных достижений подтверждается соответствием результатов численного моделирования результатам проведенных экспериментов, полученных при внедрении разработанных базовых элементов в практические устройства, и использованием результатов исследования при выполнении научно -исследовательских и опытно-конструкторских работ, что подтверждается 5-ю актами внедрения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Клюев Сергей Борисович, 2025 год

- 198 с.

26. Bahl 1., GargR. Desingners guide to stripline cricuits / Microwaves, 1978, №2 I, p. 90-96.

27. Bharathi Bhat, Shiban K. Koul Stripline-like Transmission Lines for Microwave Integrated Circuits. - New Age Publications (Academic), 2007. - 714 pp.

28. Bhartia P., Bahl I.J. Millimeter wave engineering and application. N.Y.: J. Wiley & Sons, 1984. - 714 pp.

29. Bhartia P., Bahl I.J. Microstrip Antennas. Dedham: Artech House, 1980. - 348

pp.

30. Bhat B., Koul S.K. Analysis, Design and Application of Fin Lines. - ARTECH HOUSE, INC, 1987. - 475 pp.

31. El - Sherbiny A. M. Exact analysis of shielded microstrip lines and bilateral fin lines // IEEE Trans. MTT, 1981, v.29, № 7, p. 669 - 675.

32. Gupta K.S., Garg R., Bahl I.J., Bhatia P. Microstrip lines and slotlines. -Boston: Artech House, 1996. - 535p.

33. Hoefer W. J. R., Ros A. Fin - line parameters calculated with TLM - method // In: Proc. IEEE Int. Microwave Symp. 1979, p. 341 - 343.

34. Hofmann H. Anwendung von Galerkin's Method zur Berechnung von fold -theoretischen Eigenwertproblem am Beispiel planar Wellenleitor // Wiss. Ber AEG -Telefunken, 1978, Bd 51, № 2 - 3, s. 161 - 166.

35. Hsu P.-C., Nguyen C. New multilayer planar transmission lines for microwave and millimeter - wave integrated circuits // IEEE Trans. MTT, 1995, v.43, № 8, pp. 1809

- 1813.

36. Krnster Е. F., Chang D. C. Some recent theoretical studies open microstrip // In: Proc. IEEE Int. Microwave Symp., 1978, p.325 - 328.

37. Гупта К., ГарджР., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ устройств Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1987. - 218 с.

38. Гвоздев В.И., Гуляев Ю.В., Нефёдов Е.И. О возможности использования принципов объёмных интегральных схем при создании сверхбыстродействующих ЦЭВМ / Доклады АН СССР, 1986, т. 290, № 2, с. 343 - 345.

39. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Нефёдов Е.И., Уткин М.И. Электродинамический расчет базовых элементов ОИС СВЧ на несимметричной щелевой линии // РиЭ, 1989, т. 33, № 1, с. 47 - 51.

40. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Нефёдов Е.И. Несимметричная щелевая линия: теория и эксперимент // РиЭ, 1985, т. 30, № 6, с. 1050 - 1057.

41. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Нефёдов Е.И., Яшин А.А. Физические основы моделирования ОИС СВЧ и КВЧ // УФН, 1992, т. 162, № 3, с. 129 - 160.

42. Гвоздев В.И., Нефёдов Е.И. Объёмные интегральные схемы СВЧ-элементная база аналоговой и цифровой радиоэлектроники. - М.: Наука, 1987. -111 с.

43. Гвоздев В.И., Нефёдов Е.И. Объёмные интегральные схемы СВЧ. - М.: Наука, 1985. - 256 с.

44. Нефёдов Е.И. О фундаментальных принципах объёмных интегральных схем СВЧ и КВЧ // ДАН СССР, 1994, т.339, N 2, с.199 - 201.

45. Нефёдов Е.И., Фиалковский А.Т. Асимптотическая теория дифракции электромагнитных волн на конечных структурах. - М.: Наука, 1972. - 204 с.

46. Гирич С.В. Характеристики излучения антенн бегущей волны на основе симметричной щелевой линии передачи дис. канд. ф.-м. наук: 01.04.03 /Гирич Сергей Владиславович. - М., 2000. - 114 с.

47. Клюев С.Б., Герасименко С.В., Гирич С.В., Золотарёв А.А. Параметры антенн бегущей волны на несимметричной щелевой линии передачи // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, 2001. - Т. IX, №2 1 (29), с. 56 - 62.

48. Гвоздев В.И., Нефёдов Е.И., Черникова Т.Ю. Волновое сопротивление и скачкообразные неоднородности рёберно - диэлектрической линии // Радиотехника, 1988, № 1, с. 72 - 73.

49. Каганов В.И. Колебания и волны в природе и технике: компьютеризированный курс: учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия -Телеком, 2008. - 336 с.

50. Нефёдов Е.И. Дифракция электромагнитных волн на диэлектрических структурах. - М.: Наука, 1979. - 272 с.

51. Пименов Ю.В. Линейная макроскопическая электродинамика: вводный курс для радиофизиков и инженеров. - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2008. -536 с.

52. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ // Под ред. В.В. Никольского. - М.: Радио и связь, 1982. - 272 с.

53. Афромеев В.И., Привалов В.Н., Яшин А.А. Согласующие устройства гибридных и полупроводниковых интегральных СВЧ - схем // Отв. ред. Е.И. Нефёдов. - Киев: Наукова думка, 1989. - 192 с.

54. Банков С.Е. Электромагнитные кристаллы. - М.: Физматлит, 2010. -

352 с.

55. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л. и др.; Устройства СВЧ и антенны // Под ред. Д.И.Воскресенского. - М.: Радиотехника, 2006. - 376 с.

56. Ганстон М.А.Р. Справочник по волновым сопротивлениям фидерных линиям СВЧ // Пер. с англ. под ред. А.З. Фрадина. - М.: Связь, 1976. - 150 с.

57. Гридин В.Н., Нефёдов Е.И., Черникова Т.Ю. Электродинамика структур крайне высоких частот // Под ред. ОМ. Белоцерковского. - M.: Наука, 2002. - 360 с.

58. Нефёдов Е.И., Пономарёв И.Н., Cемёнов E.C. Расчёт согласующих устройств линий передачи с активными нагрузками: учебно - методическое пособие // Волгоград: изд. ВОЛГУ, 2008. - 45 с.

59. Нефёдов Е.И., Попов P.C. Электродинамическая теория несимметричного двойного щелевого волновода // Радиотехника, 2000, № 4, с.19 - 27.

60. Нефёдов Е.И., Попов P.C. Теория обобщенного двойного щелевого волновода с плавно меняющимися параметрами // Физика волновых процессов и радиотехнические системы, 1998, т. 1, № 4, с.9 - 13.

61. Нефёдов Е.И., Попов P.C. Электродинамическая теория несимметричного двойного щелевого волновода // Радиотехника, 2000, № 4, с.19 - 27.

62. Nefyodov E.I., Popov R.S. Non-symmetrical Double-Sided Slot Waveguides as a Basis Element of Three - Dimensional ICs of Microwave and EHF // 1997 IEEE AP -s Intern. Symp. & URSI North Amer. Radio Sci. Meeting, Montreal, Canada, July 13 -18, 1997. - 1997. - V.l, pp. 210 - 213.

63. Гвоздев В.И., Гуляев Ю.В., Нефёдов Е.И. О некоторых возможностях объёмных интегральных структур СВЧ // Доклады АН СССР, 1982, т.267, № 2, с. 360 - 362.

64. Клюев C.Б., Нефёдов Е.И., Черникова Т.Ю., У.Цзи Линии передачи и базовые элементы плоскостных и объёмных интегральных схем СВЧ и КВЧ // Успехи современной радиоэлектроники, 2012. № 10, с. 43 - 58.

65. Клюев C.Б., Нефёдов Е.И., Черникова Т.Ю., У.Цзи Двух с половиной мерная технология и делитель каналов // Успехи современной радиоэлектроники, 2011, № 5, с. 28 - 30.

66. Нефёдов Е.И., Фиалковский A.T. Полосковые линии передачи: электродинамические основы автоматизированного проектирования интегральных схем СВЧ. - M.: Наука, 1980. - 312 с.

67. Уфимцев П.Я. Основы физической теории дифракции. - M.: БИНOM. Лаборатория знаний, 2009. - 350 с.

68. Фуско В. СВЧ цепи: анализ и автоматизированное проектирование // Пер. с анг. под ред. И.В. Вольмана. - M.: Радио и связь, 1990. - 288 с.

69. Чон К. - Х., Петров A.C. Широкополосные микрополосковые антенны // Антенны, 2001, № 3 (49), с.18 - 33.

70. Глущенко AT., Захарченко Е.П. Запредельные волноводные структуры и среды с усилением. - Самара: Сам НЦ РАН, 2009. - 85 с.

71. Гуляев Ю.В., Cандомирский Б.В., Cуxанов A.A., Ткач Ю.Я. Физические ограничения минимальных размеров элементов современной микроэлектроники // УФН, 1984, т. 144, № 11, с. 475 - 495.

72. Козлов И.П. Проектирование антенн космических аппаратов с электрореактивным двигателем. - M.: Изд. ЖГУЛ, 2004. - 209 с.

73. Королёв A.H., Нефёдов Е.И., Попов P.C. Проектирование микрополосковых и щелевых антенн и антенных устройств. Ч.1. Прямоугольный микрополосковый излучатель: методические указания для курсового проектирования // Под. ред. Е.В. Mежековой. - M.: изд. ЫИРЭА, 2001. - 30 с.

74. Мандельштам Л.М. Полное собрание трудов. Т 5. - М.: Изд. АН СССР, 1950. - 468 с.

75. Неганов В.А., Осипов О.В. Отражающие, волноведущие и излучающие структуры с киральными элементами. - М.: Радио и связь, 2006. - 280 с.

76. Клюев С.Б., Межекова Е.В., Нефёдов Е.И., Попов Р.С. Высшие типы волн в линиях передачи для объёмных интегральных схем СВЧ и КВЧ // ДАН, 2002, т.383, № 5, с.630 - 634.

77. Клюев С.Б., Нефёдов Е.И., Цзи У. Несимметричная двойная щелевая линия // Физика волновых процессов и радиотехнические системы, 2009, т. 12, № 4, с. 44 - 51.

78. Клюев С.Б., Нефёдов Е.И., Черникова Т.Ю. Согласующий переход между несимметричными щелевой и рёберно - диэлектрической линией // Автоматизация и современные технологии, 2010, № 8, с. 3 - 6.

79. Печатные схемы сантиметрового диапазона // Сборник статей. Пер. с англ. Под ред. Сушкевича В.И. - М.: ИЛ., 1956. - 400 с.

80. Егоров Ю.В. Частично заполненные прямоугольные волноводы. - М.: Советское радио, 1967. - 216 с.

81. Яшин А.А., Кандлин В.В., Плотникова Л.Н. Проектирование многофункциональных ОИС диапазонов СВЧ и КВЧ // Под ред. Е.И.Нефёдова. -М.: НТЦ Информтехника, 1992. - 324 с.

82. Ильченко М.E., Ющенко А.Г., Шибалкин С.Ф. Сравнительный анализ классических и новых линий передачи для телекоммуникационных систем // 10-я Международная крымская микроволновая конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии", Севастополь, 11-15 сентября 2000 г., с. 46-49.

83. Нефёдов Е.И., Фиалковский А.Т. Полосковые линии передачи: теория и расчёт типичных неоднородностей. - М.: Наука, 1974. - 128 с.

84. Арганашвили Н.Н., Гвоздев В.И., Нефёдов Е.И., Черникова. Т.Ю. и др. Рёберно - диэлектрическая линия // Доклады АН СССР, 1988, т. 303, № 1, с. 97 - 101.

85. Бахарев С.И. Сергеев А.А. Смирнов В.П. Элементы и узлы объемных интегральных схем. - М. ГОНТИ, 1990, 510с.

86. Клюев С.Б. Направленный ответвитель БЗ - переход с изменяемой геометрией. Результаты опытов. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, 2002, т. X, № 2 (34), с. 59 - 60.

87. Klyuev S.B., Nefyodov E.I. and Potapov A.A. Symmetrical slot line with a dielectric insert in the slot // Journal of Physics: Conf. Ser. 2019. V. 1348. No 012015. 5 p. doi:10.1088/1742-6596/1348/1/012015.

88. Клюев С.Б., Нефёдов Е.И., Потапов А.А. Симметричная щелевая линия с диэлектрической вставкой в щели // «Необратимые процессы в природе и технике» Десятая всероссийская конференция: Труды в 3 ч. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019, ч. 1, с.39-41.

89. Клюев С.Б., Иовдальский В.А. Симметричная щелевая линия с экранированным основанием // Москва, РТУ МИРЭА: сборник научных статей. -М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2022, с. 300-303.

90. Клюев С.Б., Иовдальский В.А., Налогин А.Г., Пашков А.Н. Патент РФ на изобретение №2776955 приоритет 07 сентября 2021 г., МПК H01P 3/08 // Симметричная щелевая линия передачи сигнала СВЧ - и КВЧ - диапазонов.

91. Клюев С.Б., Иовдальский В.А., Марин В.П. Модифицированная симметричная щелевая линия для интегральных схем СВЧ- и КВЧ-диапазонов // Наукоемкие технологии. 2022. Т. 23. № 6. С. 5-11. DOI: https:// doi.org/10.18127/j19998465-202206-01

92. Gondek J., areka. WоjcickiM., Cаber J. New thick - film microwave elements for microwave integrated circuits // Electrocomponent Science and Technology, 1983, v. 11, pp. 1 - 20.

93. Coetzee J.C., Malherbe J.A.G. Characteristic impedance for double - sided slot line / Microwave and Optics Tech. Lett., 1990, v. 3, № 3, pp. 85 - 88.

94. Cohn S. B. Sandwich slot line // IEEE Trans. MTT, 1971, v. 19, № 9, p. 773774.

95. Hoffmann R.K. Handbook of Microwave Integrated Circuits. - ARTECH HOUSE, INC, 1987. - 527 pp.

96. Janaswamy R. Even - mode characteristics of the bilateral slotline // IEEE Trans. MTT, 1990, v.38, № 6, pp. 760 - 765.

97. Jamal S. Microwave Transition Design. - New York: Artech House, 1988, -

164 p.

98. Knorr J. В., Kuchler K. - D. Analysis of coupled slot and coplanar strip on dielectric substrate // IEEE Trans. MTT, 1975, v.23, № 7, p.541 - 548.

99. Астафурова О.А. Электродинамическое моделирование излучающих рёберно - диэлектрических структур дис. канд. ф.-м. наук: 01.04.03 / Астафурова Ольга Анатольевна. - М., 2007. - 102 с.

100. Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации: топология выборки (изд.2-е). - М.: Университетская книга, 2005. - 848 с.

101. Клюев С.Б., Нефёдов Е.И. Делитель канала на щелевых линиях // Автоматизация и современные технологии, 2011, № 9, с. 32 - 35.

102. Клюев С.Б., Нефёдов Е.И. Линии передачи сверх- и крайне высоких частот. Компьютеризированный курс с элементами техники СВЧ и КВЧ и фрагментами обобщенной макроскопической электродинамики. - LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016, 549 с.

103. Попов Р.С. Электродинамическая теория несимметричного двухщелевого волновода дис. канд. ф.-м. наук: 01.04.03 / Попов Роман Сергеевич. -М., 1998. - 157 с.

104. Клюев С.Б., Нефёдов Е.И. Электродинамика и распространение радиоволн: компьютеризированный курс: учеб. пособие. - М.: КУРС, 2017.- 464 с.

105. Флетчер К. Численные методы на основе метода Галёркина. - М.: Мир, 1988. - 352 с.

106. Вычислительные методы в электродинамике // Под ред. Р. Миттры; пер. с англ. под ред. Э.Л. Бурштейна. - М.: Мир, 1977. - 485 с.

107. Маркувитц М. Справочник по волноводам // Пер с англ. под ред. Я.Н. Фельда. - М.: Советское радио, 1952. - 432 с.

108. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980. -

456 с.

109. Раевский А.С., Раевский С.Б. Комплексные волны. - М.: Радиотехника, 2010. - 224 с.

110. Кузаев Г.А. Несимметричная щелевая линия и устройства на её основе дис. канд. ф.-м. наук: 01.04.03 / Кузаев Геннадий Алексеевич. - М., 1986. - 125 с.

111. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн: учебник. - М.: Наука, 1989. - 543 с.

112. Банков С.Е., Курушин А.А., Разевиг В.Д. Анализ и оптимизация трёхмерных СВЧ - структур с помощью HFSS. - М.: СОЛОН - Пресс, 2005. - 216 с.

113. Курушин А.А., Титов А.П. Проектирование СВЧ структур с помощью HFSS: учебное пособие. - М.: Изд. МИЭМ, 2003. - 176 с.

114. Малюжинец Г.Д. Развитие представлений о явлениях дифракции волн // УФН, 1959, т. 69, №2, с.321 - 334;

115. Дифракция волн // ФЭС. - М.: Советская энциклопедия, 1960. т. 1, с.606-

609.

116. Meter P. J. Integrated fin - line millimeter components // IEEE Trans. MTT, 1974, v.22, № 12, p.1209 - 1216.

117. Samardzija N., Itoh T. Double - layered slot - line for millimeter - wave integrated circuits // IEEE Trans. MTT, 1976, v. 24, № 11, p. 827 - 831.

118. Клюев С.Б. Переход от симметричной щелевой линии к несимметричной. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, 2007, т. 15, № 1 (43), с. 147 - 148.

119. Клюев С.Б., Демшевский В.В. Электродинамическое моделирование многослойного перехода для интегральных схем СВЧ // Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника. Вып. 3 (559), 2023, с. 96 - 101.

120. Фомин Д.Г., Дударев Н.В., Даровских С.Н. Сверхширокополосный полосно-пропускающий фильтр на основе многослойного полосково-щелевого перехода // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021, № 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.10.13.

121. Cohn S.B. Slot line on a dielectric substrate IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol. MTT-17, №10, April 1969, pp. 768-778.

122. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ: Учебник для вузов. М.: Высшая школа. 1990. 335 с.

123. Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника: Учебник. Изд. 2-е, доп. СПб.: Лань. 2022. - 704 с.

124. Фомин Д. Г., Дударев Н. В., Даровских С. Н. Частотно-перестраиваемое устройство на основе многослойного полосково-щелевого перехода и его применение для измерения диэлектрических свойств материалов. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(3):225-238. DOI: 10.15826/urej.2021.5.3.002.

125. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Лабынцев В.А. Основы электродинамики и микроволновой техники. Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ. 2008. 596 с.

126. Нефёдов Е.И. Распространение радиоволн и антенно - фидерные устройства и: учебное пособие для вузов // М.: ИЦ Академия, 2010. - 320 с.

127. Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д. Техническая электродинамика. Учеб. пособие для вузов / Под ред. Ю.В. Пименова. М.: Радио и связь. 2000. - 536 с.

128. Григо З. Осьмиволновая связь в ОИС СВЧ и КВЧ // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, 2001, т. 9, № 1, с.43 - 55; см. также www.Grigo-shf.de.

129. Нефёдов Е.И. Техническая электродинамика - М.: Изд. центр «Академия», 2008. - 410 с.

130. Неганов В.А., Раевский С.Б., Яровой Г.П. Линейная макроскопическая электродинамика // Т.1 / Под ред. В.А.Неганова. - М.: Радио и связь, 2000. - 509 с.; Т.2 / Под ред. В.А.Неганова и С.Б.Раевского. - М.: Радио и связь, 2001. - 576 с.

131. Неганов В.А., Яровой Г.П. Теория и применение устройств СВЧ: уч. пособие для вузов / Под ред. В.А.Неганова. - М.: Радио и связь, 2006. - 720 с.

132. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. - М.: Энергия, 1967. - 295 с.

133. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Высшая школа, 1992. - 416 с.

134. Фок В.А. Проблемы диффракции и распространения электромагнитных волн. - М.: Советское радио, 1970. - 520 с.

135. Печурин В.А., Петров А.С. Широкополосные кольцевые делители -сумматоры мощности СВЧ диапазона: методика расширения рабочей полосы частот 4 - х плечих кольцевых делителей - сумматоров мощности. - LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG, Saarbrücken, Germany, 2011. -144 с.

136. Каценеленбаум Б.З. Высокочастотная электродинамика: основы математического аппарата. - М.: Наука, 1966. - 240 с.

137. Нефёдов Е.И., Попов Р.С. Скачок параметров двойного щелевого волновода // ЖЭДТ, 1998, т. 6, № 1 - 2, с.104 - 118.

138. Попов Р.С. Электродинамика регулярного обобщенного двойного щелевого волновода // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, 1997, т. 5, № 2, с. 275 - 278.

139. Куксенко С.П. Электромагнитная совместимость: моделирование / под ред. Т.Р. Газизова. - Томск: В-Спектр, 2018. - 188 с.

140. Воробьев Е. С. Численные методы и математическое моделирование. Основы численных методов и приемы построения математических моделей на их основе и эти решения в различных пакетах / Е. С. Воробьев, В. Е. Воробьева; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т - Казань: Изд-во КНИТУ, 2016. - 105 с.

141. Сосунов Б.В. Применение метода конечных разностей временной области в задачах дифракции радиоволн / Б.В. Сосунов, А.А. Тимчук // Вопросы ЭМС и расчета антенн и радиолиний: ВАС. - 1994. - С. 220 - 226.

142. Беляцкий А.И. Определение соответствия численных аналогов физическим прототипам при моделировании электродинамических процессов методом конечных разностей во временной области / А.И. Беляцкий, М.В Рыжов, С.М. Токарев // Сб. науч.-метод. статей вузов связи МО РФ. - 2003. - С. 21-27.

143. Беляцкий А.И. Оценка адекватности моделей электродинамических процессов при использовании метода конечных разностей во временной области / А.И. Беляцкий, M.B Рыжов, CM. Токарев // Сб. науч. метод. статей вузов связи MO РФ. - 2003. - С. 28-33.

144. Клюев С.Б., Иовдальский В.А., Демшевский В.В., Марин В.П. Исследование характеристик щелевой линии со смещением щели к краю диэлектрической подложки // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. 2023. Т. 23. №4, с. 53-63. DOI: https://doi.org/10.18127/j22250980-202304-06.

145. ТУ 6366-000-07593894-2013. Подложка. Технические условия.

146. https://products.rosenberger.com/_ocassets/db/19S202-40ML5.pdf.

147. Джуринский К., Сотников А. Радиочастотные соединители SMC и SSMC / ШЧ электроника. 2016, №1, с. 10-14.

148. www.hubersuhner.com / HUBER+SUHNER® DATA SHEET Coaxial Cable: EZ_86_TP_M17.

149. Джуринский К., Батаев В., Легенкин С. Левашов M. Соединители SMP. Основные типы, параметры и применение / Электроника: Наука, Технология, Бизнес. №6 (00146), 2015, с. 1-8.

150. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Лабынцев В.А. Основы электродинамики и микроволновой техники. Учебное пособие. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. - 596с.

151. Калмык В.А., Раевский С.Б. О расчете микроплосковых структур с тонкими резистивными пленками // IV Bсесоюзная научно-техническая конференция «Mатематическое моделирование и САПР радиоэлектронных и вычислительных систем СТЧ и КБЧ на объемных интегральных схемах (ОИС)», г. Bолгоград, 11-13 сентября 1991, с. 102-103.

152. Авторское свидетельство № 1224867 СССР, Н 01Р 3/08. Щелевая линия / Г.С. Mакеева, B.H Борисов, BA. Коробкин, B.H Любченко // БИ. - 1986. - № 14

153. Самарский А.А. Bведение в численные методы. Учебное пособие для вузов. -2-ое изд. - M.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 288с.

154. Fomin D.G, Dudarev N.V., Darovskikh S.N., Klygach D. S., Vakhitov M.G. Specific features of volume-modular technology application in the design of microwave electronic device]. Ural Radio Engineering Journal. 2021; 5(2): 91-103. (In Russ.) doi: 10.15826/urej.2021.5.2.001.

155. Клюев С.Б., Иовдальский В.А., Налогин А.Г. Bлияние размеров щели на характеристики модифицированной симметричной щелевой линии // Двенадцатая Bсероссийская конференция «Необратимые процессы в природе и технике» (г. Mосква, 31 января - 3 февраля 2023 г.): труды конференции в 2 томах, т.2, с. 60-64.

156. Фомин Д.Г., Даровских С.Н., Дударев Н.В., Прокопов И.И., Дударев С.В. Mоделирование полосно-пропускающих фильтров на основе многослойной технологии // Bестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2022. Т. 22, № 1. С. 77-87. doi: 10.14529/ctcr220106.

157. Клюев С.Б. Исследование базовых элементов ОИС КБЧ на основе двойного щелевого волновода. // Сборник научных трудов. Серия: Технические науки. - Улан - Удэ: Изд. BСГТУ, 2001, Bbim 9, т. 2, с. 45 - 46.

158. Клюев С.Б. Типичные неоднородности в экранированной двойной щелевой линии. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, 2002, т. X, № 2 (34), с. 61 - 63.

159. Курушин А, А., Нефёдов Е.И., Смольский С.М. Проектирование объемных интегральных структур СВЧ и КВЧ. - М.: СОЛОН-Пресс, 2020. - 452 с.

160. Лялин К.С., Приходько Д.В. Электродинамика СВЧ: Уч. пособие: В 2 ч. - ч. 1. - М.: МИЭТ, 2009. - 192 с.

161. Клюев С.Б., Иовдальский В.А., Нефёдов Е.И., Потапов А.А. Оптимизация характеристик и параметров несимметричной двухщелевой линии // Автоматизация. Современные технологии, 2022, т. 76, № 7, с. 328 - 330. DOI: 10.36652/0869-4931-2022-76-7-328-330.

162. Нефёдов Е.И. Устройства СВЧ и антенны: учебное пособие для вузов. -М.: ИЦ Академия, 2009. - 384 с.

163. Klyuev S.B., Nefyodov E.I., Ji W. Antipodal slot line - numerical analysis / 2008 CriMiCo - 18th International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology, Conference Proceedings. Sevastopol, Ukraine. 2008. PP. 123-124. DOI: 10.1109/CRMIm.2008.4676315.

164. Патент РФ на изобретение № 2820073 С1 РФ, МПК H01P 3/08 // Симметричная щелевая линия передачи сигнала СВЧ-диапазона с межслойным переходом: приоритет 20.02.2024 г., опубликовано 28.05.2024, бюл. № 16-2024 / Клюев С. Б., Иовдальский В. А., Демшевский В. А.

165. Патент на полезную модель № 229279 МПК H 01 P 3/08. Симметричная щелевая линия передачи сигнала СВЧ-диапазона с межслойным переходом: приоритет 11.07.2024 г., опубликовано 01.10.2024, бюл. № 28-2024 / С.Б. Клюев, В.А. Иовдальский, В.В. Демшевский.

166. Патент на изобретение № 2836624, МПК H 01 P 3/08. Симметричная щелевая линия передачи сигнала СВЧ-диапазона с межслойным переходом приоритет 12.09.2024г., опубликовано 18.03.2025, бюл. № 8-2025 / Клюев С.Б., Иовдальский В.А., Демшевский В. В.

УТВЕРЖДАЮ

Замсс I атсль I сигрального директора

I ор но 10^ и производству ' __

■АО ЙМШ1 «Истоки им. А .И. ТТТокина

■та> им.

7 Котоп А С,

2024г.

о внедрении результатов катщидатскои диссертш 1ии па соискэлие ученой степени кандидата пехйичсскиз£ наук

Клюева Сергея Борисовича а 1 ¡роизводСтьО иДдЬлИЙ,

выпускаемых АО «НШ1 «Исток» им. А,И- Шокена»

Комиссия в составе: председателя:

начальника научно-производственного комплекса (НПК) - 7- Дубинина Владимировича Ияаиотжча н членов комиссии

заместителя начальника НПК-7 по производству Корчагина Игоря

11авлоьича|

начальника лаборатории НПК-7 .Лисицына Александре

Андреевича

составили настоящий АКТ о тон, что полученные в диссертации -результаты внедрены в серийное производство модулей М3510Э (твердстедьн ы е модули СВЧ-даапазова).

В результате внедрений результате® диссертации Клюева С.Е., тюавящённий исследование»щелевых лилий передачи и ба'нпвых элеменггов на их основе, получено улучшение электрических харатзеристик, снижена трудоемкость изтотовленЕЯ, умеаыпена масса и габаритные размеры аппаратуры за счёт оптимизации конструкции модуля №35102 с использованием комбинации щелевой и микрополасковоЙ линий СВЧ диапазона частот.

Результаты диссертации Внедрены п есрийпое производство изделия, что подгвервдается конструкторской документацией КРПП434В54.012. плата

КРПГ.75Я78^.Ю2.

Председатель комиссии: Члены комиссии:

Дубинин В.И, Корчагин И.ГТ. Лисицын А.А.

Е.А. Кондранин

2014

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы

Комиссия в составе:

председателя - Дулина Михаила Игоревича, к.т.н.. ОАО «ТНИИС». начальника отдела. Членов комиссии:

Короткова Константина Станиславовича, д.г.н., ОАО «ТНИИС». старшего научного сотрудника,

Крикотина Сергея Владимировича, к.т.н., ОАО «ТНИИС», начальника сектора. Клименкова Александра Сергеевича, ОАО «ТНИИС», начальника отделения.

составила настоящий АКТ о том, что результаты диссертационной работы Клюева C.B. «Исследование несимметричных щелевых линий и создание базовых элементов на их основе для интегральных схем СВЧ». представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, а именно: модели расчетов несимметричных линий передачи и базовых элементов на их основе, внедрены в практику деятельности ОАО «ТНИИС» в 0тделении-400. Внедрение предложенных моделей повысит точность расчета полосковых СВЧ элементов, входящих в состав объемных интегральных схем. Результаты использованы при проведении ОКР «Пистон».

Член комиссии

Председатель комиссии

Член комиссии

■г

C.B. Крикотин

К.С. Короткое

М.И. Дулин

Член комиссии

А.С. Клименков

А

МНИИРИП

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ 11РЕД11ШЯТИК «МЫТИЩИНСКИЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАЛ И О И1У1Е Р ИГ ЕЛ Ь Н Ы \ ПРИБОРОВ»

11ерпыи заместитель директора ФГУП «МВИИРШI»

гс, професс

1гервыи заместитель директора ФГУП «МНИИРИП»

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ

гс, профессор г-с Исаев ?Ь]4г.

АКТ

о внедрении результатов диссертации Клюева Сергея Борисовича на тему «Исследование несимметричных щелевых линий и создание базовых элементов на их основе для интегральных схем СВЧ». представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук пп специальност и 01.04.(Л — «Ридиофичикн»

Комиссия п составе:

Председателя - Кабакова Игоря Николаевича, кандидата технических наук, начальника отдела ФГУП «МПИИРИП»,

Членов комиссии:

Мухина Павла Викторовича, кандидата технических наук, заместителя начальника отдела ФГУП «МПИИРИП»,

Зверева Алексея Петровича, кандидата технических наук, ведущего научного сотрудника ФГУП «МПИИРИП»,

составили настоящий Акт о том. что результаты диссертационной работы Клюева С.Б. на тему «Исследование несимметричных щелевых линий и создание базовых элементов на их основе для интегральных схем СВЧ», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.{>4.03 -«Радиофизика», а именно: модели базовых линий передачи, элементов на них основе и функциональных узлов интегральных схем одно- и многофункциональных модулей СВЧ, учитывающие влияние конструктивных технологических особенностей пх изготовления, внедрены в практику деятельности ФГУП «МНИИРИП». Использование утсазаптшх результатов позволяет более корректно задавать требования к электродинамическим параметрам модулей СВЧ, планируемым к разработке в ОКР в обеспечение создания перспективной радиоэлетстротптой аппаратуры.