DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018020048
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Микромеханически перестраиваемая МПЛ

Комплексная эффективная диэлектрическая проницаемость микромеханически перестраиваемых микрополосковых линий

Евгений А. Цыба, Ирина Петровна Голубева, Виктор Анатольевич Казмиренко, Юрий Васильевич Прокопенко

Аннотация


Рассмотрено влияние физико-топологических параметров управляемой микрополосковой линии, в которой изменение характеристик достигается путем перемещения сигнального электрода над подложкой, на перестройку эффективной диэлектрической проницаемости и потери электромагнитной энергии в линии, выраженные в форме комплексной диэлектрической проницаемости. Установлены пути повышения чувствительности изменения эффективной диэлектрической проницаемости к перемещениям сигнального электрода и уменьшения потерь. Установлены предельно достижимые характеристики перестройки и потерь. Представленные расчеты коэффициента передачи и эффективной диэлектрической проницаемости согласуются с результатами экспериментов. Результаты могут быть использованы для проектирования управляемых резонансных элементов и фазовращателей с применением электрически управляемых микроперемещателей, таких как пьезо- и электрострикционных актюаторов или микроэлектромеханических систем. Благодаря применению инвариантных отношений физико-топологических параметров приведенные расчеты пригодны для оценки показателей перестройки и потерь устройств с микромеханическим управлением в широком диапазоне рабочих частот и с применением широкого спектра материалов.

Ключевые слова


микрополосковая линия; микромеханическая перестройка; эффективная диэлектрическая проницаемость; потери

Полный текст:

PDF

Литература


Kurudere, S.; Erturk, V. B. "Novel microstrip fed mechanically tunable combline cavity filter," IEEE Microwave and Wireless Components Lett., Vol. 23, No. 11, pp. 578–580, Nov. 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2013.2281432.

Fouladi, S.; Huang, F.; Yan, W. D.; Mansour, R. R. "High-Q narrowband tunable combline bandpass filters using MEMS capacitor banks and piezomotors," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 61, No. 1, pp. 393–402, Jan. 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2012.2226601.

Gillatt, Brendan T. W.; D’Auria, Mario; Otter, William J.; Ridler, N. M.; Lucyszyn, S. "3-D printed variable phase shifter," IEEE Microwave and Wireless Components Lett., Vol. 26, No. 10, pp. 822–824, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2016.2604879.

Romano, P.; Araromi, O.; Rosset, S.; Perruisseau-Carrier, J.; Shea, H.; Mosig, J. R.; Ramon, Juan. "Low-loss millimeter-wave phase shifters based on mechanical reconfiguration," Proc. of Progress In Electromagnetics Research Symp., PIERS, 6-9 Jul. 2015, Prague. Prague, 2015. URI: https://infoscience.epfl.ch/record/210386.

Bouyge, D.; Mardivirin, D.; Bonache, J.; Crunteanu, Aurelian; Pothier, Arnaud; Duran-Sindreu, Miguel; Blondy, Pierre; Martin, Ferran. "Split ring resonators (SRRs) based on micro-electro-mechanical deflectable cantilever-type rings: application to tunable stopband filters," IEEE Microwave and Wireless Components Lett., Vol. 21, No. 5, pp. 243-245, 2011. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2011.2124450.

Poplavko, Y.; Prokopenko, Y.; Pashkov, V.; Molchanov, V.; Golubeva, I.; Kazmirenko, V.; Smigin, D. "Low loss microwave piezo-tunable devices," Proc. of 36th European Microwave Conf., 10-15 Sept. 2006, Manchester, UK. IEEE, 2006, pp. 657-660. DOI: https://doi.org/10.1109/EUMC.2006.281496.

Ni, Jia; Hong, Jiasheng. "Varactor-tuned microstrip bandpass filters with different passband characteristics," IET Microwaves, Antennas & Propag., Vol. 8, No. 6, pp. 415-422, 2014. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map.2013.0474.

Karim, M. F.; Guo, Y.-X.; Chen, Z. N.; Ong, L. C. "Miniaturized reconfigurable and switchable filter from UWB to 2.4 GHz WLAN using PIN diodes," IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., 7-12 Jun. 2009, Boston, MA, USA. IEEE, 2009, pp. 509-512. DOI: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2009.5165745.

Jin, Zhang; Ortiz, S.; Mortazawi, A. "Design and performance of a new digital phase shifter at X-band," IEEE Microwave and Wireless Components Lett., Vol. 14, No. 9, pp. 428-430, Sept. 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2004.832049.

Yun, T.-Y.; Chang, K. "Analysis and optimization of a phase shifter controlled by a piezoelectric transducer," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 50, No. 1, P. 105-111, 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/22.981254.

Golubeva, I.; Kazmirenko, V.; Sergienko, P.; Prokopenko, Y. "Effective permittivity in tunable microstrip and coplanar lines," Proc. of XXXII Int. Sci. Conf. on Electronics and Nanotechnology, ELNANO, 10-12 Apr 2012, Kyiv, Ukraine. Kyiv, 2012, pp. 69-70. URI: http://www.journals.kpi.ua/publications/text/69_70_2012.pdf.

Прокопенко, Ю. В. "Пределы управляемости диэлектрической неоднородности, расположенной между металлическими плоскостями," Технология и конструирование в электронной аппаратуре, № 6, С. 16–20, 2012. URI: http://www.tkea.com.ua/tkea/2012/6_2012/st_04.htm.

Gupta, K. C. Microstrip Lines and Slotlines, 2nd ed. Artech House, 1996. 535 p.

Сергиенко, П. Ю.; Казмиренко, В. А.; Чернов, А. С.; Прокопенко, Ю. В. "Добротность перестраиваемых микрополосковых резонаторов," Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 2, С. 52–60, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016020060.

Sergienko, P.; Golubeva, I.; Prokopenko, Y. "Loss in tunable microstrip lines," Proc. of IEEE 34th Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology, ELNANO, 15-18 Apr. 2014, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2014, pp. 97-100. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO.2014.6873972.

Ахиезер, А. И.; Ахиезер, И. А. Электромагнетизм и электромагнитные волны. М.: Высшая школа,1985, C. 324–325.


 

Цитируется в:

1. Комплексная диэлектрическая проницаемость и характеристическое сопротивление перестраиваемой копланарной линии
Артем Сергеевич Чернов, Ирина Петровна Голубева, Виктор Анатольевич Казмиренко, Юрий Васильевич Прокопенко
Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника  Том: 63  Выпуск: 6  Пер. стр.: 331  Год: 2020  
doi: 10.20535/S0021347020060011

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2020
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта