Комплексная диэлектрическая проницаемость и характеристическое сопротивление перестраиваемой копланарной линии

Автор(и)

  • Артем Сергеевич Чернов Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-5669-9223
  • 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/S0021347020060011

Ключові слова:

копланарная линия, эффективная диэлектрическая проницаемость, характеристическое сопротивление, микромеханическая перестройка, потери в диэлектрике, потери в металле

Анотація

Представлен анализ комплексной эффективной диэлектрической проницаемости и характеристического сопротивления микромеханически перестраиваемой копланарной линии. Перестройка параметров копланарной линии обеспечивается за счет перемещения сигнального электрода линии над подложкой или диэлектрической пластины над поверхностью электродов линии. В результате такого перемещения в линии происходит реконфигурация электромагнитного поля сложного характера, которая описана в терминах эффективной диэлектрической проницаемости и характеристического сопротивления. Исследовано влияние физических и геометрических параметров линии на характеристики перестройки эффективной диэлектрической проницаемости и изменение характеристического сопротивления и потерь в линии. Установлено, что перестройка параметров линии предложенным способом позволяет получить высокую чувствительность эффективных параметров к перемещениям, при этом уровень потерь в линии не увеличивается, а при определенных условиях уменьшается. Полученные результаты дают возможность проектировать высокодобротные перестраиваемые резонансные элементы и фазовращатели на основе микромеханически управляемой копланарной линии.

Біографії авторів

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

Кафедра электронной инженерии, старший преподаватель

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

кафедра электронной инженерии

доцент

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

Кафедра электронной инженерии, профессор

Посилання

Y. Yamao, N. Akutsu, “SHF-band 3-bit reconfigurable BPF employing pHEMT switch arrays for 5G multiband operation,” in Proceedings of European Microwave Conference in Central Europe, EuMCE 2019, 2019, pp. 298–301, uri: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8874847.

J. Zhu, C. Jia, C. Wang, K. Li, “An adaptive spectrum allocation algorithm in ultra-dense network,” in 2018 10th International Conference on Communication Software and Networks, ICCSN 2018, 2018, pp. 433–437, doi: https://doi.org/10.1109/ICCSN.2018.8488267.

M. Kamran Khattak, S. Kahng, M. Salman Khattak, A. Rehman, C. Lee, D. Han, “Low profile, wideband and high gain beamsteering antenna for 5G mobile communication,” in 2017 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Proceedings, 2017, vol. 2017-Janua, pp. 2575–2576, doi: https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2017.8073330.

F. C. Chen, R. S. Li, J. P. Chen, “A tunable dual-band bandpass-to-bandstop filter using p-i-n diodes and varactors,” IEEE Access, vol. 6, pp. 46058–46065, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2862887.

A. M. E. Safwat, F. Podevin, P. Ferrari, A. Vilcot, “Tunable bandstop defected ground structure resonator using reconfigurable dumbbell-shaped coplanar waveguide,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 54, no. 9, pp. 3559–3564, 2006, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2006.880654.

A. K. Horestani, Z. Shaterian, J. Naqui, F. Martin, C. Fumeaux, “Reconfigurable and tunable S-shaped split-ring resonators and application in band-notched UWB antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 64, no. 9, pp. 3766–3776, 2016, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2016.2585183.

P. Jinde, S. M. Rathod, A. D. Chaudhari, A. Jeyakumar, “Optically controlled circular microstrip antenna using photoconductive switch,” in 2017 4th IEEE Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical, Computer and Electronics, UPCON 2017, 2017, vol. 2018-Janua, pp. 340–344, doi: https://doi.org/10.1109/UPCON.2017.8251071.

H. V. Nguyen, A. Sharaiha, “Design of miniaturized and tunable antenna by integrating BST thin film varactor,” in International Conference on Advanced Technologies for Communications, 2018, vol. 2018-Octob, pp. 65–68, doi: https://doi.org/10.1109/ATC.2018.8587467.

A. F. Azarnaminy, R. Mansour, “A combline tunable filter with loss compensation circuit,” in IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 2018, vol. 2018-June, pp. 1367–1369, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2018.8439360.

D. Mercier et al., “X band distributed phase shifter based on sol-gel BCTZ varactors,” in European Microwave Week 2017: “A Prime Year for a Prime Event”, EuMW 2017 - Conference Proceedings; 47th European Microwave Conference, EuMC 2017, 2017, vol. 2017-Janua, pp. 1230–1233, doi: https://doi.org/10.23919/EuMC.2017.8231072.

A. S. Abdellatif et al., “Low loss, wideband, and compact cpw-based phase shifter for millimeter-wave applications,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 62, no. 12, pp. 3403–3413, 2014, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2014.2365539.

Y. Poplavko et al., “Low loss microwave piezo-tunable devices,” in Proceedings of the 36th European Microwave Conference, EuMC 2006, 2006, pp. 657–660, doi: https://doi.org/10.1109/EUMC.2006.281496.

T. W. Lin, K. K. Wei Low, R. Gaddi, G. M. Rebeiz, “High-linearity 5.3-7.0 GHz 3-pole tunable bandpass filter using commercial RF MEMS capacitors,” in 2018 48th European Microwave Conference, EuMC 2018, 2018, pp. 555–558, doi: https://doi.org/10.23919/EuMC.2018.8541669.

R. Garg, I. Bahl, M. Bozzi, Microstrip Lines and Slotlines, 3rd ed. Norwood, MA: Artech House, Inc., 2013, doi: https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004.

Е. А. Цыба, И. П. Голубева, В. А. Казмиренко, Ю. В. Прокопенко, “Комплексная эффективная диэлектрическая проницаемость микромеханически перестраиваемых микрополосковых линий,” Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, vol. 61, no. 2, pp. 96–107, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/s0021347018020048.

A. S. Chernov, I. P. Golubeva, V. A. Kazmirenko, Y. V. Prokopenko, “Tunable coplanar waveguide,” Microsystems, Electron. Acoust., vol. 23, no. 6, pp. 13–21, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.6.154565.

A. Chernov, I. Golubeva, V. Kazmirenko, Y. Prokopenko, “Losses in the micromechanically tunable coplanar waveguide based line,” in 2020 IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology, 2020, pp. 355–360, doi: https://doi.org/10.1109/elnano50318.2020.9088764.

Ю. М. Поплавко, Физика диэлектриков. Киев: Вища школа, 1980.

А. И. Ахиезер, И. А. Ахиезер, Электромагнетизм и электромагнитные волны. Москва: Высшая школа, 1985.

А. Д. Григорьев, Электродинамика и техника СВЧ. Москва: Высшая школа, 1990.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-21

Як цитувати

Чернов, А. С., Голубева, И. П., Казмиренко, В. А., & Прокопенко, Ю. В. (2020). Комплексная диэлектрическая проницаемость и характеристическое сопротивление перестраиваемой копланарной линии. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(6), 331–342. https://doi.org/10.20535/S0021347020060011

Номер

Том 63 № 6 (2020): Наноэлектроника и медицина

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 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.