Проекционный метод построения электродинамических моделей полосковых линий и элементов интегральных схем СВЧ
Диссертация
Проблема эффективного нахождения системы собственных волн особенно актуальна при создании электродинамических моделей нерегулярных элементов на основе метода частичных областей, или метода «сшивания». При этом ключевой задачей является задача дифракции собственной волны на стыке полосковых линий с различной шириной по-лосковых проводников (в частности, ширина полоскового проводника одной из линий… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Проекционный метод в теории экранированной микрополосковой линии
- 1. 1. Постановка задачи
- 1. 2. Вывод системы операторных уравнений для плотности тока на полосковом проводнике
- 1. 3. Решение системы операторных уравнений
- 1. 3. 1. Проекционный подход к решению операторных уравнений
- 1. 3. 2. Улучшение сходимости рядов для матричных коэффициентов СЛАУ
- 1. 3. 3. Асимптотическое решение бесконечной СЛАУ
- 1. 4. Численный анализ спектра собственных волн МПЛ
- 1. 5. Характеристики основной волны МПЛ
- 1. 5. 1. Расчёт постоянной распространения и волнового сопротивления
- 1. 5. 2. Аналитические выражения для постоянной распространения и волнового сопротивления в квазистатическом приближении
- 1. 5. 3. Аппроксимационные формулы для расчёта постоянной распространения и волнового сопротивления
- 1. 6. Алгебраическая модель МПЛ на основе проекционного метода с использованием тригонометрического базиса
- 1. 7. Анализ сходимости проекционного «сшивания» собственных волн на стыке микрополосковых линий с различной шириной полоскового проводника
- Выводы
- Глава 2. Алгебраические модели полосковых линий различного типа на основе проекционного метода
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Алгебраическая модель связанных микрополосковых линий
- 2. 2. 1. Система операторных уравнений для плотности тока
- 2. 2. 2. СЛАУ для коэффициентов разложения плотности тока по взвешенным полиномам Чебышева для собственных волн нечётного типа
- 2. 2. 3. Улучшение сходимости радов для матричных коэффициентов
- 2. 2. 4. Асимптотические выражения для матричных коэффициентов
- 2. 2. 5. СЛАУ для коэффициентов разложения плотности тока по взвешенным полиномам Чебышева для собственных волн чётного типа
- 2. 3. Алгебраическая модель связанных микрополосковых линий на подвешенной подложке
- 2. 4. Алгебраическая модель связанных щелевых линий
- 2. 5. Алгебраическая модель МПЛ с многослойным диэлектриком
- 2. 6. Анализ численных результатов
- Выводы
- Глава 3. Математическая модель микрополосковой линии с потерями
- 3. 1. Постановка задачи
- 3. 2. Учёт потерь в материале подложки
- 3. 3. Учёт потерь в нижнем экране
- 3. 4. Учёт потерь в полосковом проводнике
- 3. 5. Учёт потерь в МПЛ с многослойными проводниками
- 3. 6. Математическая модель поглощающей микрополосковой плёнки. Л
- 3. 6. 1. Вывод системы операторных уравнений для плотности тока на плёночном проводнике
- 3. 6. 2. Алгоритмизация на основе проекционного метода с использованием тригонометрического базиса
- 3. 6. 3. Решение задачи в квазистатическом приближении
- 3. 6. 4. Результаты численного исследования
- 3. 7. Электродинамическая модель плёночного резистора
- Выводы
- Глава 4. Математические модели нерегулярностей микроиолосковой линии на основе проекционного метода
- 4. 1. Постановка задачи
- 4. 2. Описание нерегулярностей МПЛ матрицами рассеяния и проводимости
- 4. 3. Вывод системы двумерных операторных уравнений для плотности тока на полосковых проводниках
- 4. 4. Алгоритмизация на основе проекционного метода с использованием «чебышевского» базиса
- 4. 5. Электродинамическая модель обрыва полоскового проводника МПЛ
- 4. 5. 1. Основные расчётные соотношения
- 4. 5. 2. СЛАУ для плотности тока на полосковом проводнике
- 4. 5. 3. Численно-аналитический метод решения бесконечной СЛАУ
- 4. 5. 4. Результаты численного исследования
- 4. 6. Электродинамическая модель разрыва полоскового проводника
- 4. 6. 1. Краткая сводка расчётных формул
Список литературы
- Никольский В.В., Никольская Т. И. Декомпозиционный подход к задачам электродинамики. -М.: Наука, 1983. 544 с.
- Нефёдов Е.И., Фиалковский А. Т. Полосковые линии передачи. -М.:Наука, 1980.-310 с.
- Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука, 1967. — 460 с.
- Никольский В.В. Проекционные методы в электродинамике (экранированные и открытые системы). Прикладная электродинамика. -М.: Высшая школа, 1977, вып.1, с. 4−50.
- Никольский В.В. Электродинамическая теория полосковых устройств. Радиотехника и электроника, 1975, Т.20, № 3, с. 457−467.
- Никольский В.В. Электродинамическая теория и машинное проектирования полосковых устройств. Прикладная электродинамика. -М.: Высшая школа, 1978, вып. 2, с.34−65.
- Силин Р.А., Гипсман А. И., Самохин Г. С. Полосковые линии и современные методы их расчёта. Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. — 1989. — вып.6. (1449).
- Дерюгин Л.Н., Курдюмов О. А., Сотин В. Е. Основной и паразитные типы волн экранированной микрополосковой линии // Изв. ВУЗов. Сер. Радиофизика. 1973. -т. XVI, № 1. -С.118−128.
- Гипсман А.И., Самохин Г. С., Силин Р. А. Распределение токов нормальных волн в несимметричной полосковой линии // Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. -М.: МИРЭА, 1979. С.-53−65.
- Никольский В.В. Полосковые и щелевые структуры: реализация численных методов. В. Кн.: Современные проблемы распространения и рассеяния волн. -М.: ИРЭ АН СССР, 1979, с.5−75.
- Левин Л. Теория волноводов. М.: Радио и связь, 1981.-312 с.
- Коваленко А.Н. Дифракция основной волны на стыке полосковых линий // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. М.: МИРЭА, 1977. с.66−77.
- Коваленко А.Н. Расчёт коэффициента отражения от стыка микрополосковых линий // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. М.: МИРЭА, 1978. -с.52−61.
- Веселов Г. И., Платонов Н. И., Слесарев Е. С. К вопросу о дифракции электромагнитных волн на ступенчатых неоднородностях экранированной МПЛ // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. М.: МИРЭА, 1979. с.45−56.
- Никольский В.В., Никольская Т. И. Математическое моделирование полосковых нерегулярностей // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. -М.: МИРЭА, 197. с.17−37.
- Никольский В.В., Никольская Т. И. Дифракция на полосковых структурах: анализ интегральных схем СВЧ // Изв. ВУЗов. Сер. Радиофизика. 1981, т. XXII № 12, — с. 1423−1458.
- Коваленко А.Н. Собственные волны микрополосковой линии // Изв. ВУЗов. Сер. Радиофизика. 1978. т. XXI, № 2. — сЛ 88−194.
- Коваленко А.Н. Дифракция основной волны на разрыве микрополосковой линии // Радиотехника и электроника. 1984, — t. XXIX, № 7, с. 1408−1410.
- Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Советское радио, 1957. — 483 с.
- Под ред. Миттры Р. Вычислительные методы в электродинамике. -М.: Мир, 1977.-485 с.-22 221. Хёнл X., Мауэ А., Вестпфаль К. Теория дифракции. М.: Мир, 1964.-428 с.
- ГрадштейнИ.О., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. -М.: Фиггматгиз, 1963. 1100 с.
- Jlepep A.M., Михалевский B.C. К расчёту щелевого моста и критических частот симметричной полосковой линии методом интегральных преобразований // Радиотехника и элекетроника. 1972. -т. 17, № 5, с. 913−918.
- Лерер A.M. Учёт особенности на ребре при расчёте критических частот и полей прямоугольного волновода с Т-выступом // Изв. ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника. 1974. — т. 17, № 9, с. 90−93.
- Ильинский А.С., Зарубанов В. В. Применение метода Галёркина для расчёта и исследования токов основного и высших типов нормальных волн несимметричной полосковой линии. И Радиотехника и электроника. -1980. -т.25, № 9. с. 1844−1850.
- Лерер A.M., Михалевский B.C. Дисперсия электромагнитных волн в некоторых типах линий для СВЧ интегральных схем // Радиотехника и электроника. 1981. — т.26, № 3. — с. 470−480,
- Никольский В.В., Орлов В. П., Феоктистов В. Г. и др. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ. М.: Радио и связь, 1982.-272 с.
- Неганов В.А., Нефедов Е. И., Яровой Г. П. Электродинамические методы проектирования устройств СВЧ и антенн. М.: Радио и связь, 2002.-415 с.
- Никольский В.В. К обоснованию метода Трефтца для задач дифракции // Труды МИРЭА. Электродинамика, антенны и техника СВЧ, -1974.-вып. 70.-c.3−23.
- Koster N.L., Jansen R.H. The microstrip step discontinuity: a revised description // IEEE Trans. 1986. — vol. MTT-34. — № 2. -p.213−222.
- Jansen R.H., Arnold R.G., Eddison I.G. A comprehensive CAD approach to the design of MMIC’s up to MM-wave Frequencies // IEEE Trans. -Febr.1988. vol. 36. — № 2. — p.208−219.
- Гипсман А.И., Краснопёркин B.M., Самохин Г. С., Силин Р. А. Современные методы и результаты квазистатического анализа полосковых линий и устройств // обзоры по электронной технике. Сер.1, Электроника СВЧ.-1991.-вып. 1 (1602).
- Никольский В.В., Никольская Т. И., Белова Т. Г. Многослойные планарные структуры: вопросы алгоритмизации. // Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированное проектирование устройств и систем СВЧ. -М.: МИРЭА, 1982, с.3−29.
- Никольский В.В., Никольская Т. И. Численное исследование дифракционных моделей ИС СВЧ. // Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1984. -т.27.- № 6. с.669−674.
- Jansen R.H. High-speed computation of single and coupled microstrip parameter including dispersion, high-order modes, less and finite strip thickness // IEEE Trans. — Febr. 1978. — vol. MTT-26, № 2. — p.75−82.
- Никольский В.В., Козлов А. Ю. Электродинамический анализ потерь в проводниках микрополосковых линий с учётом их многослойности. // Радиотехника. 1987. -№ 11.- с.55−60.
- Ильинский А.С., Зарубанов В. В. Метод расчёта потерь в диэлектрике для основного и высших типов волн полосковой линии. // Радиотехника и электроника, 1982. Т.27. -№ 5. — с. 1035−1036.
- Зарубанов В.В., Ильинский А. С. Спектральный метод расчёта погонных потерь в проводниках одиночной и связанных микрополосковых линий передачи. Модель бесконечно тонкой полоски // Радиотехника и электроника, 1985. -Т.30. № 1. — с.55−62.
- Под редакцией Ковалёва И. С. Конструирование и расчёт полосковых устройств. -М.: Советское радио, 1974. -296 с.
- Гупта К., Гардж Р., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ-устройств. М.: Радио и связь, 1987. — 430 с.
- Никольский В.В., Козлов А. Ю. Электродинамический анализ микрополосковых структур с поглощающим плёнками. // Радиотехника, 1987, № 6.-с.55−60.
- Справочник по специальным функциям. Перевод с англ. Под редакцией Диткина В. А. и Кармазиной JI.H. М.: «Наука», 1979. 830 с.
- Коваленко А.Н. К вопросу сходимости проекционного сшивания на стыке микрополосковых линий // Изв. ВУЗов, сер. Радиофизика. 1989, т.32, № 10, с.1308−1310.
- Веснин С.Г. Алгоритмизация задач о полосковых структурах на основе импедансного интегрального уравнения с понижением порядка особенности. // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ/МИРЭА. М., 1984, с.34−48.
- Kirschning М.К., Jansen R.H., Kostez N.H.L. Accurate model for open end effect of microstrip lines. //Electronic letters 1981, 17, № 3, p.123−125.
- Коваленко A.H. // Алгебраическая модель обрыва микрополосковой линии. // Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1988, Т.31, № 12. с. 1471−1476.
- Никольский В.В., Никольская Т. И. Дифракционные процессы в полосково-щелевых структурах и анализ «интегральных схем» СВЧ. -Препринт ИРЭ АН СССР, № 19 (391). М.: 1984.
- Коваленко А.Н. К расчёту спектра полоскового волновода // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. М.: МИРЭА, 1979, с. 38−44.
- Коваленко А.Н. Анализ спектра экранированной полосковой линии// Изв. ВУЗов. Сер. Радиофизика.-1980, т. ХХШ,№ 11, 1980. с.1388−1390.
- Коваленко А.Н. Коровкина O.J1. Дифракция основной волны на разрыве полоскового проводника микрополосковой лини. II Всесоюзная межведомственная конференция «Машинное проектирование устройств и систем СВЧ». Тезисы докладов. Киев, 1981.
- Коваленко А.Н. Одномерная теория зазора в микрополосковой линии. // Радиотехника и электроника. 1981, t. XXVI, № 4. — с.1614−1621.
- Коваленко А.Н., Фёдоров А. Н. К расчёту собственных волн микрополосковой линии. // Радиотехника и электроника 1981. XXVI, № 4.- с.683−688.
- Коваленко А.Н. Алгоритм и результаты расчёта характеристик связанных микрополосковых линий. // Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированное проектирование устройств и систем СВЧ. -М: МИРЭА, 1982. с.85−90.
- Коваленко А.Н. Электродинамическое моделирование разрыва микрополосковой линии. // Межвузовский сборник научных трудов. Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. М.: МИРЭА, 1984. с.25−33.
- Коваленко А.Н., Куликов В. В. Математическое моделирование поворота микрополосковой линии. // Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ. М.: МИРЭА, 1987. с.43−50.
- Коваленко А.Н., Козлов А. Ю. Эффективный алгоритм расчёта потерь в микрополосковой линии. // Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ/МИРЭА. -М., 1989. с.72−78.
- Коваленко А.Н. Электродинамическая модель многослойной микрополосковой линии с потерями. // Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ/МИРЭА. -М., 1990. с. 17−62.
- Коваленко А.Н. Электродинамическая модель многослойной МПЛ с учётом потерь. // Всесоюзный семинар «Математическое моделирование физических процессов в антенно-фидерных трактах». НТОРЭС им. А. С. Попова. Тезисы докладов. Саратов, 1990, октябрь.
- Коваленко А.Н., Козлов А. Ю. К расчёту потерь в экране микрополосковых структур. II Радиотехника и электроника, 1991. Т.36. -№ 1. с.196−198.
- Коваленко А.Н. Аналитические выражения для электродинамических характеристик основной волны микрополосковой линии. //Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1991. Т.34. -№ 5. — с.601−603.
- Коваленко А.Н., Козлов А. Ю. Математическая модель МПЛ с учётом потерь // Радиотехника, 1992, № 10−11. с.75−82.
- Коваленко А.Н., Козлов А. Ю. Электродинамическая модель плёночного резистора. // Радиотехника и электроника, 1993. Т. 38. — № 2. с. 240−246.
- Коваленко А.Н. Электродинамический анализ обрыва микрополосковой линии. // Радиотехника и электроника, 1996. Т.41. -№ 6. — с.686−691.
- Коваленко А.Н., Щербицкий А. Н. Электродинамический анализ разрыва микрополосковой линии. Н Радиотехника и электроника, 1999. -Т.44. № 3. — с. 284−286.