Введення
У діапазон НВЧ мікроелектроніка почала впроваджуватися в останню чергу, приблизно в середині 60-х років. У першу чергу це пов'язано з труднощами створення твердотільних НВЧ активних приладів. Крім того, при проектуванні і розробці СВЧ мікроелектронних пристроїв необхідно враховувати дуже багато чинників, обумовлені малими розмірами вузлів, концентрацією сильних полів у малих обсягах, наявністю ланцюгів паразитного зв'язку, взаємодією близько розташованих елементів, труднощами відводу тепла, вимогами до точності виготовлення й однорідності матеріалів.
При проектуванні мікроелектронної апаратури НВЧ діапазону рідко вдається розділити електричний розрахунок схеми, розробку конструкції і навіть технологію виготовлення. Як правило, це єдиний процес.
Для визначення параметрів мікроелектронного вузла НВЧ, строго кажучи, необхідно вирішувати граничну задачу електродинаміки. Однак навіть для регулярних мікрополоскових ліній, не кажучи вже про складні СВЧ вузлах, граничні поверхні мають складно форму і хвильові рівняння дозволити не вдається. Звідси випливають вимоги створення наближених теорій, різних ступенів наближення.
Незважаючи на всі ці труднощі у розвитку мікроелектроніки НВЧ діапазону на сьогодні є помітні успіхи. Вже застосовуються різні твердотільні генератори та приймачі НВЧ. Широкий розвиток отримали різні мікрополоскових пристрої: складні тракти харчування, дільники потужності, спрямовані ответвптелі і мостові схеми, частотно-виборчі і невзаємні пристрої, фазообертачі, багатоканальні комутатори та інші вузли радіоапаратури НВЧ діапазону. Широко ведуться роботи зі створення повністю мікроелектронних РЛС, апаратури радіопротидії, зв'язкових систем і т. Д.
Розвитку інтегральної техніки НВЧ діапазону передувало освоєння полоскових ліній передачі, поява тонкоплівкової гібридної технології та розробка твердотільних активних НВЧ приладів, особливо безкорпусних.
Прагнення до зниження маси і габаритів апаратури призвело до розвитку техніки друкованого монтажу. У діапазоні СВЧ з'явилися симетрична і несиметрична Полоскова лінії з повітряним і діелектричним заповненням. Вони добре переносять ударні навантаження і вібрацію, прості у виготовленні, їх виробництво можна автоматизувати. Конструкція цих ліній дозволила застосувати фотогравіювання при виготовленні складних НВЧ вузлів.
Широке поширення одержали багатопроменеві антени (МА) з випромінюючою частиною у вигляді решітки. До складу МA з випромінюючою частиною у вигляді решітки входить так звана діаграммообразующая схема (ДОС), що сполучає всі випромінювачі решітки з усіма входами антени. В даний час відомі різні типи ДОС: паралельні, послідовні, реактивні, з тепловими втратами, матричні і т.д. Розроблено ДОС для різних типів решіток (лінійна, плоска, кільцева і т.д.), різних діапазонів робочих частот і з різними вимогами до характеристик спрямованості променів. Найбільш поширеними є дві схеми: схема з паралельною розводкою харчування випромінювачів, звана матричної схемою Батлера або скорочено матрицею Батлера (рис.1, а), і схема з послідовною розводкою, звана матрицею Бласса (рис.1, б).
Матриця Батлера збирається на основі трехдецібельних спрямованих відгалужувачі (мостів) і статичних (фіксованих) фазовращателей і використовується для решіток з бінарним числом випромінювачів:. Решітка формує сімейство N променів, симетричних щодо нормалі. Розв'язка між входами забезпечується властивостями мостових з'єднань при узгодженні випромінювачів і інших частин тракту. У матриці Батлера мається мостів і фазовращателей.
Рис. 1 Діаграма утворює схема багатопроменевої антени: а - матриця Батлера; б - матриця Бласса; в - модифікована ДОС Бласса
У матриці Бласса використовується більше число спрямованих відгалужувачі, узгоджені навантаження, що вносять додаткові втрати, і живлять лінії різної довжини. Різні фазові розподілу для парціальних променів в ДОС Бласса (послідовного типу) реалізуються за рахунок різних кутів нахилу горизонтальних ліній передач (див. Рис.1, б). Матриця Бласса дозволяє використовувати різне число випромінювачів і спадаючі до країв амплітудні розподіли, а також зменшувати в порівнянні з матрицею Батлера число входів. Існують різні модифікації ДОС послідовного та паралельного типів. Так, модифікована ДОС Бласса усуває узгоджені навантаження, зменшує довжину ліній передач шляхом включення фазовращателей (рис.1, в).
Окремим випадком МА є лінійна решітка випромінювачів. Діаграммобразующая схема такої решітки складається з дільника потужності, з направленим розподілом поля на виході.
У сучасних антенних системах, в СВЧ вимірювальної техніці і в ряді інших випадків часто застосовуються мікр...
