Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 | Следующая страница реферата

Возможности миниатюризации электромагнитных систем в пленочном исполнении связаны со следующим. Основным типом электромагнитной системы в пленочном исполнении является микрополосковая несимметричная линия.
Колебательные цепи генераторов и усилителей СВЧ должны содержать резонансные отрезки линий. длина которых соизмерима с длиной полуволны. Для уменьшения эффективной длины волны в линии (примерно в 2,5 раза), а также для сокращения поперечных размеров линии (до десятых долей миллиметра) можно использовать тонкие диэлектрические подложки с большими значениями диэлектрической проницаемости (порядка 10). Однако столь малые поперечные размеры приводят к увеличению потерь проводимости. Кроме того, диэлектрики с большими значениями диэлектрической проницаемости обладают повышенными потерями. В результате добротность колебательных систем такого типа оказывается в среднем на 0,5... 1,5 порядка меньше, чем у волноводных и коаксиальных колебательных систем. В результате уменьшается электромагнитный К. П. Д. мощных усилителей и генераторов и ухудшаются шумовые свойства маломощных устройств.

В дециметровом диапазоне резонансные отрезки линий даже при использовании материалов подложек с большой диэлектрической проницаемостью получаются неприемлемо длинными. Поэтому в указанном диапазоне волн приходится отказываться от использования микрополосковых линий и строить колебательные системы на сосредоточенных индуктивных элементах в виде плоских спиралей в сосредоточенных конденсаторах навесного типа или в пленочном исполнении. Для уменьшения уровня излучения таких элементов их размеры должны быть достаточно малы по сравнению с длиной волны, а следовательно, поперечные размеры проводников (например, плоских спиралей) уменьшаются по сравнению с размерами полосковых линий, потери же проводимости соответственно увеличиваются. Тем не менее значения добротности сосредоточенных элементов могут быть порядка сотни (рис. 2.26).
При малых значениях частоты добротность уменьшается из-за уменьшения реактивного сопротивления, а при больших значениях частоты — из-за увеличения потерь проводимости, вызванных скинэффектом, и главным образом потерь на излучение. Практически сосредоточенные индуктивные и емкостные элементы применяют на частотах, не превышающих 1 ГГц.

Отметим еще одну особенность гибридных СВЧ устройств трудность введения элементов настройки и регулировки электромагнитных систем.
Введение навесных элементов механической регулировки резко ухудшает технологичность изделия. Неизбежный разброс параметров полупроводниковых элементов, а также ошибки изготовления при отсутствии регулировочных элементов могуг затруднить реализацию оптимальных режимов работы устройства. Поэтому желательно предусматривать элементы подбора параметров электро-магнитных систем, а также использовать электронные способы перестройки.

Итак, гибридные устройства СВЧ могут иметь худшие параметры, чем аналогичные устройства на объемных электромагнитных системах. Тем не менее их применение оправдывается существенным улучшением технологичности, а также уменьшением габаритов и массы, особенно для маломощных устройств.

Конструктивные и топологические решения

При конструировании гибридных устройств СВЧ возможны разнообразные решения, различающиеся способами установки диэлектрических подложек с пленочными и навесными элементами в металлический корпус, способами соединения элементов, выполненных на отдельных подложках, а также способами крепления полупроводниковых приборов.

В маломощных устройствах полупроводниковые приборы можно навешивать на диэлектрическую подложку так же, как и пассивные навесные элементы. При повышенных мощностях желательно обеспечить контакт полупроводникового прибора с корпусом устройства, который в этом случае выполняет роль теплоотвода и радиатора. Для эгого в подложке делают отверстие, в котором и устанавливают полупроводниковый прибор. Соединение усчройств, выполненных на отдельных подложках, может быть либо с использованием коаксиальных разъемов, либо безразъемное. В последнем случае подложки соединяемых устройств располагают вплотную друг к другу в одной плоскости и паяют пленочные проводники и металлизированные основания подложек. При безразъемном соединении могут быть применены как отдельные металлические корпуса, так и один общий для нескольких подложек корпус.

При разработке топологии устройств учитывают требования к плотности размещения микрополосковых и других плeнoчныx элементов, требования минимизации неоднородностей при изгибах и ответвлениях, а также некоторые технологические требования, например, к минимальной ширине полоски или зазора между полосками. В некоторых случаях учитывают соображения, связанные с тепловым режимом устройства. Колебательные системы однокаскадного транзисторного усилителя выполнены на основе микрополосковых линий с использованием навесных конденсаторов в системе блокировки источника питания. Выводы транзистора соединяются с соответствующими контактными поверхностями, обозначенными буквами на рисунке

Расчет геометрических размеров пленочных элементов.

В случае реализации электромагнитных систем СВЧ устройств с использованием отрезков несимметричных микрополосковых линий их геометрические размеры, необходимые для обеспечения заданных электрических характеристик, рассчитывают по формулам и графикам.

Значения пленочных индуктивных элементов, используемых в СВЧ диапазоне, лежат в пределах от единиц до нескольких десятков наногенри.
Индуктивные элементы могут быть выполнены в виде отрезков пленочного проводника, а также в виде плоских спиралей.

Значение индуктивности [нГ] металлической полоски без учета влияния металлического основания подложки равно

[pic] (10) где l, o —длина и ширина полоски, мм

С учетом влияния металлического оспорения индуктивность рассчитывают по формле:

[pic] (11) где h — толщина подложки

Значение индуктивности в форме круглой или квадратной спирали равно

[pic] (12) где k — коэффициент (k = 5 для круглой и k = 6 для квадратной спирали), Dk—внешний диаметр (сторона) спирали, мм; dк — внутренний диаметр
(сторона) спирали, мм; Nк — число витков. Для внешнего диаметра спирали справедлива формула

Dk-dk+(2Nk—1)sk+2(, (13) где sk — шаг спирали, мм; (— ширина спиральной полоски, мм.

Число витков спирали

Nk = [(Dk+sk)-(dk+2()]/2sk, (14)

Добротность пленочных индуктивных элементов определяют как

[pic] (15) где k' = 2 для круглой и k = 1,6 для квадратной спирали; f— частота
ГГц.

Погрешность расчета индуктивных спиральных элементов по приведенным формулам составляет ± 10%. Для расчета геометрических размеров по заданному значению индуктивности следует пользоваться последовательными приближениями.

5. Автоматизированное проектирование типовых технологических процессов и систем производства РЭС

Автоматизация проектирования технологических процессов механообрабатывающего производства деталей РЭС

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: поняття реферат, bestreferat ru, реферат н.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 | Следующая страница реферата