Полосковый полосно-пропускающий свч-фильтр для LTCC

Секция ««Электронная техника и технологии»

Представленная структурная схема содержит: устройство первичной защиты, которое обладает длительным временем срабатывания, но поглощает импульсы большой мощности;

устройство отключения и подключения, на которые приходят сигналы о переключении нагрузки на помехоподавляющий трансформатор и обратно;

трансформатор помехоподавляющий выполняет функцию понижения напряжения;

вторичный источник питания обеспечивают подачу заданного напряжения с наименьшими потерями и с нужными выходными характеристиками, выполняя стабилизацию напряжения и защитные функции.

бесперебойный источник питания, который в случае выхода из строя трансформатора из-за подачи больше рассчитанного напряжения обеспечивает надёжную подачу энергии к потребителю.

Трансформатор помехоподавляющий обеспечивает снижение напряжения и является замедляющим средством против электромагнитного импульса. Необходимо экранирование и заземление для нейтрализации электрических зарядов и полей. Смоделированное устройство обеспечивает защиты по напряжению при превышении номинального напряжения (220 В) в несколько раз, что и было оговорено в поставленной задаче. В случае воздействия импульса на порядок превышающего 220 В, то защита уже не в состоянии полностью поглотить импульс. Для этого, в качестве грубой защиты, могут быть использованы разрядники, ограничители напряжения и устройства защиты от импульсных перенапряжений.

© Шаймарданов Т. Р., 2014

УДК 621.372.543.2

В. А. Шокиров, И. В. Юшков Научный руководитель - Я. Ф. Бальва Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ПОЛОСКОВЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ СВЧ-ФИЛЬТР ДЛЯ ьтсс

Предложена миниатюрная конструкция полосно-пропускающего фильтра на основе четырехпроводниково-го полоскового резонатора на трехслойной подвешенной диэлектрической подложке. Фильтр планируется изготавливать по технологии многослойных интегральных схем на основе керамики с низкой температурой отжига (ЬТСС). Для демонстрации перспективности предложенной конструкции и возможности использования для его изготовления LTCC-технологии изготовлен макет полосно-пропускающего фильтра четвертого порядка.

Как известно, частотные фильтры являются неотъемлемой частью систем радиосвязи. Они в значительной степени определяют не только качество работы таких систем, но также их массогабаритные характеристики. Последний фактор особенно сильно проявляется в комплексах, которые работают в области частот метрового, а также нижней части дециметрового диапазона длин волн, где размеры традиционных резонаторов становятся неприемлемо большими.

На протяжении последних нескольких лет в институте физики имени Л. В. Киренского СО РАН занимались разработкой нового типа полосковых резонаторов на подвешенной подложке, на основе которых можно проектировать малогабаритные фильтры с высокими селективными характеристиками [1; 2]. Такие резонаторы представляют собой систему из металлических проводников, разделенных диэлектрическими слоями, в которых на нижайшей резонансной частоте, когда на длине каждого полоскового проводника укладывается четверть длины волны электромагнитного колебания, все проводники в резонаторе имеют одинаковое распределение высокочастотных токов и напряжений по их длине, т. е. ток в резонаторе поровну делится на все проводники, благодаря чему уменьшаются джоулевы потери в резонаторе. При этом увеличение числа проводников, из которых об-

разован резонатор, приводит к существенному уменьшению его продольных размеров.

Целью данной статьи ставится показать принципиальную возможность реализации фильтров на основе многопроводниковых резонаторов, описанных в [2], с помощью технологии многослойных интегральных схем на основе керамики с низкой температурой отжига (Low Temperature Cofired Ceramics - LTCC).

На рис. 1 приведена конструкция полоскового фильтра четвертого порядка, в котором каждый из резонаторов выполнен на трехслойной диэлектрической подложке 1, размещенной посередине между верхней и нижней стенкой металлического корпуса 3. Один под другим на поверхностях слоев диэлектрической подложки располагаются замкнутые одним концом на боковую стенку корпуса полосковые проводники 2. Внешние линии передачи кондуктивно подключаются к крайним резонаторам, расположенным в одной плоскости.

На рис. 2 приведена расчетная АЧХ четырехрезо-наторного монолитного фильтра, выполненного на основе материалов, применяемых в LTCC технологии. Конструктивные параметры фильтра были следующими. Материал диэлектрических слоев (керамических листов), заполняющих весь объем фильтра -DuPont 943 Green Tape (е = 7,4, tgS = 0,0005) толщиной 46 мкм (между полосковыми проводниками) и 1 мм

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

(5 листов по 200 мкм между проводниками и экранами). Ширина полосковых проводников 1,25 мм, их длина 4,19 мм, полная длина резонаторов 4,8 мм. Материал проводников - воженная проводящая паста ИР612 на основе Ag толщиной 8 мкм с удельным поверхностным сопротивлением 2 мОм/^ (удельная проводимость порядка 6,2 • 107 См/м). Расстояние между парой внутренних резонаторов 1,063 мм, между парами наружных 0,875 мм. Внутренние размеры фильтра - 9,3*4,8*2,14 мм3. Аналогичный микропо-лосковый фильтр имел бы в разы большие размеры.

Рис. 1. Конструкция полоскового фильтра четвертого порядка на основе четырехпроводниковых резонаторов: 1 - диэлектрики; 2 - полосковые проводники резонатора; 3 - металлический корпус-экран; 4 - порты фильтра

/ ГГц

Рис. 2. Рассчитанная частотная характеристика фильтра

Таким образом, в работе предложена миниатюрная конструкция полосно-пропускающего фильтра четвертого порядка на основе четырехпроводникового полоскового резонатора на трехслойной подвешенной подложке, которая может быть выполнена по ЬТСС-технологии, при этом сам фильтр обладает высокими частотно-селективными характеристиками и большей по сравнению с традиционными микрополосковыми фильтрами миниатюрностью.

Фильтр имеет относительную ширину полосы пропускания А/£0 - 10 % по уровню -3 дБ с центральной частотой /0 = 1 ГГц и полосу заграждения, простирающуюся по уровню -50 дБ до 11 /0. Минимальные потери в полосе пропускания составляют около 0,7 дБ.

Библиографические ссылки

1. Беляев Б. А., Лексиков А. А., Сержантов А. М. Полосковый резонатор // Патент РФ №2352032, МПК Н01Р 1/203, опубл. 10.04.2010, Бюл. № 10.

2. Сержантов А. М., Беляев Б. А., Бальва Я. Ф., Лексиков А. А. Миниатюрный полосковый резонатор // Патент РФ №2470418, ПМК И01Р 1/203, опубл. 20.12.2012, Бюл. № 35.

© Шокиров В. А., Юшков И. В., 2014

1

УДК 004.94

Я. В. Яровая Научный руководитель - Е. Н. Сухарев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИН РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Выполнение современных требований к уровню образования должно обеспечиваться современной материальной базой: программно-аппаратными комплексами и учебно-методическими пособиями. Представлен обзор технологии виртуальных приборов как средства для эффективного практического усвоения студентами знаний.

Технология виртуальных приборов объединяет технические средства измерения и управления, компьютерные технологии и прикладное программное обеспечение с целью создания тестовых, измерительных, управляющих и других технических систем, функциональность которых определяется пользователем.

Технология виртуальных приборов позволяет комбинировать операции измерения, автоматизации и

управления. Модульный характер добавляет новые функциональные возможности в систему, обеспечивая гибкость и возможность для модернизации систем. Также технология виртуальных приборов является более экономичной, чем обеспечение учебных лабораторий традиционными средствами измерений. Это определяется тем, что компоненты систем, построенных на основе этой технологии, могут быть