Комплексная эффективная диэлектрическая проницаемость микромеханически перестраиваемых микрополосковых линий

Автор(и)

  • Евгений А. Цыба Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна
  • Ирина Петровна Голубева Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-4801-006X
  • Виктор Анатольевич Казмиренко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-0494-5365
  • Юрий Васильевич Прокопенко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0001-6366-9279

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347018020048

Ключові слова:

микрополосковая линия, микромеханическая перестройка, эффективная диэлектрическая проницаемость, потери

Анотація

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.

Біографії авторів

Ирина Петровна Голубева, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского"

кафедра физической и биомедицинсокй электроники

старший преподаватель

Виктор Анатольевич Казмиренко, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского"

кафедра физической и биомедицинсокй электроники

доцент

Юрий Васильевич Прокопенко, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского"

кафедра физической и биомедицинсокй электроники

профессор

Посилання

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-02-24

Як цитувати

Цыба, Е. А., Голубева, И. П., Казмиренко, В. А., & Прокопенко, Ю. В. (2018). Комплексная эффективная диэлектрическая проницаемость микромеханически перестраиваемых микрополосковых линий. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(2), 96–107. https://doi.org/10.20535/S0021347018020048

Номер

Том 61 № 2 (2018)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.