35. Разновидности конструкций полосковых линий. Полосковые линии.

Область применения радиоэлектронных средств расширяется, комплексы радиосистем становятся все более сложными, это полностью относится и к радиотехнике СВЧ диапазона.

К таким устройствам предъявляются жесткие требования по снижению себестоимости, повышению надежности, уменьшению габаритов и веса. Поэтому использование миниатюризации и миниатюризации элементов и узлов на СВЧ в современной радиоэлектронике является актуальной задачей.

По сравнению с обычной аппаратурой микрополосковые и полосковые схемы более трудоемки в разработке, поскольку связь между элементами схемы за счет краевых полей и полей излучения более трудно поддается учету, расчет многих элементов схемы производится приближенно, а подстройка готовых схем затруднена. Окончательные размеры схем приходится отрабатывать путем перебора множества вариантов.

Широкое развитие и распространение полосковой и микрополосковой техники обусловлено тем, что к ее изготовлению можно применить технологию печатных плат, например, травление печатных проводников или вакуумное напыление.

Микрополосковые антенны, изготовленные по печатной технологии интегральных схем, обеспечивают высокую повторяемость размеров, низкую стоимость, малые металлоемкость и массу. Они способны излучать энергию с линейной, круговой и эллиптической поляризацией, допускают удобные конструктивные решения для обеспечения работы в двух- или многочастотных режимах, легко позволяют разместить их на поверхностях сложной формы.

1. Полосковые линии передачи

К настоящему времени в технику СВЧ прочно вошел особый класс линий передачисволнамитипаТ,называемыхполосковымиволноводамиили полосковымилиниями.Вэтихволноводахтоконесущиепроводники представляютсобойтонкиеполоскиметалла,междукоторыминаходится подложка–плоскийслойдиэлектрикасмалымипотерями.

Полосковые линии бывают симметричными и несимметричными; поперечные сечения их изображенынарис.1.1.Помногимконструктивнымитехнологическим соображениямнапрактикепредпочитаютнесимметричныеполосковые линии.

Втехническойлитературенесимметричныеполосковые линиидлясантиметровогоимиллиметровогодиапазоновчастоназывают микрополосковымилиниями,подчеркиваяэтимтерминомминиатюрность конструкций.

36. Микрополосковые линии. Компланарные линии.

Микрополосковая линия — несимметричная полосковая линия передачи СВЧ, для передачи электромагнитных волн в воздушной или, как правило, в диэлектрической среде, вдоль двух или нескольких проводников, имеющих форму тонких полосок и пластин.

В микрополосковой линии распространяется волна квази-ТЕМ и силовые линии электрического поля проходят не только в диэлектрике, но и вне его.

Основным достоинством микрополосковой линии и различных устройств на её основе считается возможность автоматизации производства с применением технологий изготовления печатных плат, гибридных и плёночных интегральных микросхем. Основной недостаток, ограничивающий применение, — возможность применения только при малых и средних уровнях мощности СВЧ колебаний.

Основные параметры

• П. л. отличаются от др. линий передачи малыми габаритами и простотой изготовления; допускают применение планарной технологии (напыление, фотолитография и т. п.), поэтому удобны для создания ИС как в качестве линии передачи эл--магн. энергии так и в качестве элементов СВЧ-устройств (резонаторов, фильтров, линии задержки, направленных ответвителей и др.).

Компланарные волноводы широко применяются в интегральных СВЧ схемах. Использование компланарных волноводов в СВЧ устройствах повышает гибкость конструирования, упрощает исполнение при реализации некоторых функциональных устройств. Конфигурация компланарного

волновода показана на рис. 2.4,а. Другая конфигурация (рис. 2.4,б) называется компланарной полосковой линией. Обе конфигурации относятся к категории «компланарных линий», в которых все проводники расположены в одной плоскости (на одной стороне подложки). Достоинством линий этих

типов является возможность более простого монтажа пассивных и активных компонентов последовательно или параллельно с линией. При этом нет необходимости в высверливании отверстий или изготовлении пазов в подложке.

Анализ компланарных волноводов и компланарных полосковых линий осуществляется квазистатическими и волноводными методами. Изложенный материал основан на квазистатическом анализе. Дисперсионные свойства компланарных линий аналогичны дисперсионным свойствам

микрополосковых линий. Дисперсия компланарных линий на подложках с низкой диэлектрической проницаемостью незначительна. Эти результаты показывают, что квази-Т – анализ может использоваться до частот трехсантиметрового диапазона волн.