ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат

1. Особенности СВЧ микроэлектронных устройств

В спектр СВЧ микроэлектроника начала внедряться в последнюю очередь, приблизительно посреди 60-х годов. Сначала это связано с трудностью сотворения твердотельных СВЧ активных устройств. Не считая того, при проектировании и разработке СВЧ микроэлектронных устройств нужно учесть очень многие причины, обусловленные малыми размерами узлов, концентрацией сильных полей в малых объемах ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, наличием цепей паразитной связи, взаимодействием близко расположенных частей, трудностью отвода тепла, требованиями к точности производства и однородности материалов.

При проектировании микроэлектронной аппаратуры СВЧ спектра изредка удается поделить электронный расчет схемы, разработку конструкции и даже технологию производства. Обычно, это единый процесс.

Для определения характеристик микроэлектронного узла СВЧ, строго говоря, нужно ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат решать граничную задачку электродинамики. Но даже для постоянных микрополосковых линий, не говоря уже о сложных СВЧ узлах, граничные поверхности имеют трудно форму и волновые уравнения разрешить не удается. Отсюда вытекают требования сотворения приближенных теорий, разных степеней приближения. Кстати, к истинному времени серьезной теории ни 1-го микрополоскового устройства нет. Приближенные ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат теории всегда нуждаются в экспериментальной проверке. Потому микроэлектронные СВЧ устройства приходится испытывать и настраивать экспериментально.

Невзирая на все эти трудности в развитии микроэлектроники СВЧ спектра на сей день имеются приметные успехи. Уже используются разные твердотельные генераторы и приемники СВЧ. Обширное развитие получили разные микрополосковые устройства: сложные тракты ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат питания, делители мощности, направленные ответвптели и мостовые схемы, частотно-избирательные и невзаимные устройства, фазовращатели, многоканальные коммутаторы и другие узлы радиоаппаратуры СВЧ спектра. Обширно проходят работы по созданию стопроцентно микроэлектронных РЛС, аппаратуры радиопротиводействия, связных систем и т. д.

Развитию интегральной техники СВЧ спектра предшествовало освоение полосковых линий передачи, возникновение ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат тонкопленочной гибридной технологии и разработка твердотельных активных СВЧ устройств, в особенности бескорпусных.

Рвение к понижению массы и габаритов аппаратуры привело к развитию техники печатного монтажа. В спектре СВЧ появились симметричная и несимметричная полосковые полосы с воздушным и диэлектрическим наполнением. Они отлично переносят ударные нагрузки и вибрацию, ординарны в изготовлении, их создание ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат можно заавтоматизировать. Конструкция этих линий позволила применить фотогравирование при изготовлении сложных СВЧ узлов.

На первых шагах развития техники полосковых линий устройства производились на пластинках из фольгированного диэлектрика. Роль механических частей делали сами пластинки.

В следующие годы начали обширно использовать в качестве подложек глиняние материалы с высочайшей диэлектрической проницаемостью. Это привело ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат к значительному уменьшению размеров СВЧ узлов.

Сразу развивалась полупроводниковая электроника СВЧ. Появились новые активные приборы, работающие в СВЧ спектре: диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды, СВЧ транзисторы, варакторы, туннельные и переключающие диоды и т. д. Эти приборы позволили решить делему микроминиатюризации СВЧ аппаратуры на базе техники интегральных схем, сделать ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат лучше свойства радиотехнических устройств, повысить их экономичность и надежность.

Внедрение бескорпусных либо малокорпусных активных частей, встраиваемых конкретно в пассивную часть схемы, позволило уменьшить паразитные реактивности вводов, сделать лучше условия согласования активной и пассивной частей схемы.

При довольно большой многофункциональной насыщенности каждой схемы значительно сокращается число межсхемных соединений. Отпадает необходимость ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат в большенном числе разъемов, что значительно наращивает надежность устройства. Так, по оценке имеет расчетный срок службы 100 лет. Как проявили тесты, при общей наработке в 1 млн. ч в схемах транзисторных усилителей мощности и схемах управления фазой было только 3 отказа. Надежность приемопередающего модуля проекта RASSR, представляющего сложное функциональное устройство ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, характеризуется величиной среднего времени меж отказами 30 000 ч.

Важной чертой хоть какой аппаратуры является се цена. Анализ способов проектирования, производства и тесты радиоэлектронной аппаратуры на СВЧ ГИС указывает огромные потенциальные способности понижения ее цены при серийном изготовлении.

В цена СВЧ аппаратуры заходит цена активных частей, интегральных схем, сборки и, если ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат нужно, корпусирования и испытаний.

Цена активных устройств СВЧ безпрерывно миниатюризируется по мере улучшения технологии их производства и объема выпуска.

Цена пассивной микросхемы слабо находится в зависимости от ее трудности и примерно пропорциональна площади занимаемой подложки. Чтоб уменьшить цена микросхемы, нужно ее упрощать и, как следствие, уменьшать число шагов обработки и циклов откачки ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат; уменьшать размеры схемы, используя подложки с большой диэлектрической проницаемостью и улучшая ее топологию; использовать, где это может быть, безвакуумную технологию толстых пленок; использовать технологические процессы, для которых существует оборудование массового производства.

Цена сборки микросхемы значительно находится в зависимости от степени ее автоматизации. Способности автоматизации, в свою ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат очередь, зависят от конструкции подвесных частей.

В цена корпусирования заходит цена корпуса, герметичных разъемов и процесса герметизации. На цена корпусирования значительно оказывает влияние многофункциональная насыщенность устройства, заключенного в корпус.

Относительно большой вклад в цена микроэлектронного СВЧ устройства заносят операции его проверки. Отсюда вытекает значимость сотворения высокопроизводительной автоматической измерительной аппаратуры ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат.

Как понятно, основным способом понижения цены аппаратуры является наибольшая автоматизация всех технологических процессов производства и проверки. Это может быть только при большой программке выпуска. Из опыта понятно, что в микроэлектронной технике повышение выпуска на 3 порядка понижает цена 1-го изделия на порядок.

На существующем шаге развития микроэлектронной техники СВЧ аппаратуре на печатных платах ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат присущи и свои недочеты.

1-ый из их заключается в энергетических ограничениях. Твердотельные генераторы и усилители СВЧ еще пока имеют относительно низкий к. п. д., что приводит к выделению значимой мощности снутри твердого тела и, как следует, к его перегреву. Как понятно, даже для кремниевых устройств температура ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат не должна превосходить 150 ... 170°С, в то время как у электродов вакуумных устройств она может достигать нескольких сотен градусов.

Утраты в микрополосковой полосы значительно больше, чем у других типов линий. На их тяжело производить высокодобротные системы.

Но эти недочеты не являются принципными. По мере разработки новых активных частей, увеличения к. п. д. генераторов ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат и усилителей, развития техники охлаждающих устройств, улучшения черт материалов, используемых в микроэлектронике, она больше будет продвигаться в области более больших частот и огромных мощностей.

2. Технологические и конструктивные базы СВЧ интегральных микросхем

Интегральные микросхемы СВЧ спектра могут быть выполнены как в цельном, так и гибридно-пленочном выполнении.

В качестве ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат материалов подложек используют высокоомный кремний, полуизолирующий арсенид галлия, керамику с высочайшим значением диэлектрической проницаемости, также кварц, ферриты и композиции перечисленных материалов для составных конструкций.

В текущее время в СВЧ спектре наибольшее практическое применение получили гибридно-пленочные ИС. Отличительной особенностью микросхем данного класса будет то, что подложка совместно с металлизацией лицевой ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат (проводник) и оборотной сторон образует микрополосковую линию передачи (рис. 2.1).

По конструктивно-технологическим признакам, также с учетом элементной базы гибридно-пленочные микросхемы СВЧ можно поделить на две главные группы: микрополосковые схемы с распределенными параметрами; пассивные RCL-микросхемы, содержащие сосредоточенные элементы

Микрополосковые схемы с распределенными параметрами.

1-ая группа пленочных СВЧ микросхем содержит ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат пассивные элементы (резонансные контуры, подстроечные элементы и др.), выполненные в виде отрезков линий передачи определенной конфигурации. Структура микрополосковой полосы передачи находится в зависимости от технологии производства (рис. 2 2). Время от времени проводящий слой микрополосковой полосы делают без защитного покрытия, если базу проводника составляют пленки великодушных металлов, к примеру золота ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, и без адгезийного подслоя, к примеру, если рабочим слоем служит алюминий.

Рис 1.2 Микрополосковая линия передачи.

1 ¾ подложка шириной h, 2 ¾ проводник полосковой полосы шириной w , 3 ¾ проводящий слой на оборотной стороне подложки.

СВЧ микросхемы с распределенными параметрами изготавливают 3-мя основными методами:

— нанесение и вжигание паст по толстопленочной технологии;

— гальваническое наращивание ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат толстых пленок в купе с фотолитографией и напылением;

— тепловое испарение в вакууме в купе с фотолитографией.

Толстопленочная разработка характеризуется простотой и не просит высочайшей квалификации обслуживающего персонала. Эта разработка обширно употребляется в забугорной практике, но спектр ее внедрения ограничен из-за принципных недочетов. К более значимым из этих недочетов ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат следует отнести: огромное значение удельного сопротивления проводящих частей, обусловливающее повышение утрат в 1,5—2 раза по сопоставлению с потерями в проводниках из незапятанной вакуумно-плавленой меди; необходимость использовать подложки с шероховатой развитой поверхностью для обеспечения адгезии проводника к подложке, что также приводит к повышению утрат (образование вихревых токов ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на неровностях проводника). Не считая того, способ трафаретной печати, применяемый при таковой технологии, имеет малые разрешающую способность и точность проигрывания геометрических размеров частей как по ширине, так и по толщине. Так, невоспроизводимость по толщине слоя может достигать ±10 мкм, а по ширине ±30 мкм, при этом невоспроизводимость геометрических размеров в значимой степени ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат находится в зависимости от ширины частей.

Если на одной подложке нужно выполнить элементы с разными геометрическими размерами, их разброс растет. Вместе с обозначенными недочетами необходимо подчеркнуть значительную неоднородность и зернистость структуры толстых пленок, что служит дополнительным источником утрат в СВЧ спектре. Но микросхемы, к электронным характеристикам которых не предъявляется больших ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат требований, из экономических суждений целенаправлено изготавливать по толстопленочной технологии.

Для сотворения микросхем со сложной конфигурацией частей (типа меандра, спирали) и воспроизводимостью геометрических размеров не ужаснее ±15 мкм используют тонкопленочную технологию, основанную на получении проводящих пленок гальваническим осаждением либо тепловым испарением в вакууме и формировании определенной конфигурации частей способом фотолитографии ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Различают две разновидности маршрутов производства микрополосковых схем с применением гальванического осаждения толстых пленок меди: а) наращивание меди по сформированному рисунку микросхемы с защитой технологических коммутационных проводников и б) осаждение меди в окна фоторезиста, который является контактной маской, сформированной на сплошном подслое меди (рис. 2.2).

По первому маршруту тепловым испарением в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат вакуумы на глиняную подложку наносят пленку меди с адгезионным подслоем общей шириной порядка 1 мкм. Потом делают фотолитографию и травление по напыленным слоям, при этом набросок защитного рельефа включает не только лишь рабочие элементы микросхемы, да и коммутационные технологические проводники. Последние обеспечивают электронную связь всех частей, нужную для подачи ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат потенциала на все проводники при их гальваническом усилении, в то время как контакт с наружной цепью имеет один из частей. После чего опять производят фотолитографию для защиты коммутационных проводников. После усиления рабочих частей и нанесения на их противокоррозийного покрытия гальваническим осаждением убирают фоторезист и травят технологические проводники. Недочетом данного ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат маршрута производства является наличие технологических коммутационных проводников, что приводит к повышению числа рабочих фотошаблонов, фотолитографических операций и, как следует, к усложнению технологического процесса производства микросхем.


2-ой маршрут производства микрополосковых схем с применением гальванического усиления основан на другом принципе подачи потенциала на все рабочие элементы микросхемы. В данном случае, так ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат же как по первому маршруту, поначалу тепловым испарением в вакууме на глиняную подложку наносят сплошной слой меди с адгезионным подслоем общей шириной менее 1 мкм (лучше 0,4—0,7 мкм). Потом сформировывают защитный рельеф и делают фоторезистивную контактную маску. Чтоб исключить боковое разрастание проводников, целенаправлено использовать слои фоторезиста значимой толщины, близкой к толщине проводящего слоя ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат при гальваническом наращивании. Таким макаром, контактирование в данном случае производят по сплошному напыленному слою меди, а гальванические слои осаждают в окна на фоторезисте по пробельным участкам. После гальванического усиления рабочих участков и нанесения на их противокоррозийного покрытия убирают фоторезистивную контактную маску, растворяя ее, и стравливают узкий слой меди с адгезионным ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат подслоем. Время от времени поверхности дополнительно очищают плазмохимическим методом. Для формирования контактной маски шириной более 2 мкм употребляют сканирование электрическим лучом. В данном случае материал контактной маски выбирают чувствительным к воздействию бомбардировки электронами (электронорезист).

Таким макаром, 2-ой технологический маршрут свободен от недочетов первого, но имеет свои трудности ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Посреди проблем данного маршрута необходимо подчеркнуть: сложность нанесения и удаления толстой фоторезистивной пленки, загрязнение электролита при гальваническом наращивании проводящего слоя в окна фоторезистивной маски, наличие значимого разрастания частей в случае узкого слоя фоторезиста, искажение профиля проводников при травлении слоя меди с адгезионным подслоем.

Общими недочетами обозначенных маршрутов производства микрополосковых ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат схем являются: зависимость удельного сопротивления проводников от технологических режимов осаждения, состава и чистоты электролитов; наличие неравномерного роста толщины пленок на подложках огромных размеров и в схемах, имеющих элементы с различной шириной проводящих полосок. Неравномерность по толщине может достигать ±7 мкм при средней толщине проводящего слоя ~20 мкм, невоспроизводимость геометрических размеров частей по ширине при ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат всем этом составляет 15... ... 20 мкм.

Чтоб исключить преломления профиля проводящих частей и зависимость неравномерности геометрических размеров частей по толщине и ширине от их геометрической формы, используют способ прямого травления толстых пленок (рис. 2.3). Толстые пленки могут быть получены разными методами, в том числе гальваническим усилением тонких напыленных слоев, также тепловым ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат испарением в вакууме. Изготовлять микросхемы на базе данного способа можно также по двум разным маршрутам, отличающимся последовательностью технологических операций нанесения защитного противокоррозийного покрытия. Противокоррозийное покрытие может быть нанесено тепловым испарением в вакууме и может служить потом маской при селективном травлении рабочих проводников либо гальваническим и хим осаждением как после формирования ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат рисунка частей микросхемы, так и до выполнения фотолитографии. Маршруты производства ординарны и не требуют дополнительного описания технологических операций. Остановимся на рассмотрении соответствующих плюсов и недочетов последнего маршрута, что принципиально знать при выборе конструкции и рационального технологического варианта ее реализации.

При травлении толстых пленок, приобретенных гальваническим осаждением, требуется ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат усиление фоторезистивной маски, чтоб исключить проколы из-за развитой поверхности осадков. Не считая того, травление пленок может быть неравномерным из-за пористой и крупнозернистой структуры осадков Потому схемы,к выходным характеристикам которых предъявляются завышенные требования, целенаправлено изготавливать по данному маршруту, используятолстые пленки, приобретенные тепловым испарением в вакууме. В данном случае пленки ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат отличаются высочайшей плотностью и однородностью, их сдельное сопротивление с точностью до погрешности измерения равно сдельному сопротивлению громоздкого эталона меди. Потому утраты в СВЧ спектре будут наименьшими, а травление слоев равномерным. К общим недочетам последних маршрутов производства СВЧ микросхем с распределенными параметрами можно отнести последующее:

— необходимость увеличивать скорость удаления товаров ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат реакции, уменьшать клин подтравливания и наращивать вязкость травителя для исключения проникания последнею в поры фоторезиста и на границе раздела фоторезистивная пленка — приводящая пленка,

— ограничение, накладываемое на малый размер зазора меж проводниками, связанное с наличием клина подтравливания и необходимостью производства фотошаблонов с его учетом;

— при нанесении защитного противокоррозийного ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат покрытия до проведения процессов фотолитографии торцы проводящих частей оказываются незащищенными, что может привести к изменению характеристик микросхемы при долговременной работе без герметизации, когда основной рабочий слой подвержен насыщенной коррозии; нанесение же защитного покрытия после формирования рисунка частей микросхемы хим способами просит дополнительной активации поверхности, а гальваническим осаждением специального контактирования ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат меж элементами.

Таким макаром, рассмотренные технологические способы формирования микрополосковых схем позволяют создавать проводящие элементы, обеспечивающие разные выходные характеристики микросхем. Для получения микросхем с малым зазором меж проводниками целенаправлено использовать 1-ые два маршрута с учетом их особенностей. При формировании схем с высочайшей добротностью и воспроизводимостью геометрических размеров при зазоре меж элементами более ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат 40 мкм рекомендуется способ полного травления толстых пленок, приобретенных тепловым испарением в вакууме, который не имеет аналогов и в данном случае является более хорошим. Плотные осадки можно также получить и гальваническим осаждением, если сделать в особенности незапятнанные условия получения пленок, применяя реверсирование, импульсные либо переменные токи в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат процессе осаждения, также резко увеличивая скорость осаждения слоев.

Микрополосковые схемы, содержащие сосредоточенные элементы.

Микросхемы СВЧ спектра, содержащие сосредоточенные элементы, по собственной структуре и конструкции напоминают низкочастотные микросхемы общего предназначения. Они отличаются от последних завышенной шириной рабочих слоев и малыми номинальными значениями частей. Расчет пассивных сосредоточенных частей аналогичен расчету пленочныхR- и С ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат - частей с учетом завышенной мощности и добротности. Микросхемы с такими элементами созданы для работы в более низкочастотной области СВЧ спектра

Изготавливают обозначенные микросхемы по танталовой технологии, усиливая проводники гальваническим наращиванием либо тепловым испарением в вакууме в купе с фотолитографией и хим никелированием, и золочением (рис. 2 4). В первом случае всю поверхность подложки ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат покрывают узким слоем пятиокиси тантала. При всем этом появляется очень жесткая и гладкая пленка, устойчивая к воздействию реактивных сред применяемых в технологическом процессе при следующем формировании рабочих частей (резисторов, полосковых линий, конденсаторов и др. ). Потом на всю поверхность подложки наносят слой нитрида тантала, служащий основой для ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат сотворения резистивных частей, также для формирования диэлектрика конденсаторной структуры.

Конфигурация резистивных и емкостных частей задается способом фотолитографии. Величину сопротивления резисторов можно доводить до данного номинала с высочайшей точностью, изменяя толщину слоя нитрида тантала в итоге формирования на его поверхности пятиокиси тантала методом химического анодирования.

Пленочные проводники получают тепловым испарением в вакууме ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат узкого слоя золота с адгезионным подслоем хрома при следующем наращивании гальванической меди, защищаемой золотым покрытием. Общая толщина проводника таковой мультислойной структуры составляет более 10 мкм.

Для сотворения надежной конденсаторной структуры с малым значением удельной емкости используют двухслойный диэлектрик. 1-ый слой пятиокиси тантала сформировывают анодированием пленки тантала либо нитрида тантала. Толщина приобретенной ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат пленки Та2 О5 относительно мала, а удельная емкость ее очень велика для сотворения конденсаторов с малыми номинальными значениями. Нанося на основной слой пятиокиси тантала с огромным значением диэлектрической неизменной ( e ~ 22) пленку окиси кремния с малым значением диэлектрической неизменной (e£ 6), просто получить малые удельные емкости в двухслойной ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат структуре. Наличие 2-ух слоев разных диэлектриков в конденсаторной структуре увеличивает надежность пленочных емкостных частей. Верхний электрод — золото с подслоем хрома 4 — получен тепловым испарением в вакууме. Нижним электродом является слой нитрида тантала 3, сопротивление которого довольно велико.

Рассмотренный вариант всеохватывающей технологии производства пассивной части ГИС СВЧ спектра очень сложен и трудоемок, а сопоставимость разных ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат технологических методик приводит к суровым ограничениям рабочих черт микросхемы в целом. Все это сдерживает внедрение ГИС СВЧ спектра, содержащих сосредоточенныеR - и С - элементы в общее создание.

В текущее время более обширное распространение в производстве ГИС общего внедрения получил вакуумный способ нанесения тонких пленок с внедрением избирательного хим травления ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат как более обычной, наименее трудозатратный и применимый для массового производства. Достигнутые успехи в области сотворения пассивныхR -,C - и L -элементов, также в получении бездефектных пленок меди шириной более 5 мкм тепловым испарением в вакууме содействовали созданию всеохватывающей технологии производства ГИС СВЧ спектра (см. рис. 2.4). Применение вакумно-термических способов для ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат получения СВЧ микросхем позволяет по производственным признакам поставить их в общий ряд гибридных интегральных микросхем. В качестве резистивных частей в данном случае употребляют пленки хрома, нихрома и металлосилицидных сплавов, диэлектриком конденсаторной структуры служит боросиликатное стекло. Проводники делают также тепловым испарением в вакууме толстых пленок меди с адгезионным подслоем при следующей ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат защите их хим либо гальваническим методом.

Конструктивные базы пленочных СВЧ микросхем.

Микрополосковые схемы СВЧ спектра, построенные на элементах с распределенными параметрами, представляют более широкий класс микросхем, созданных для работы в коротковолновой части СВЧ спектра (3 ... 30 ГГц). Пассивные СВЧ элементы с распределенными параметрами делают в виде разветвленных отрезков микрополосковой ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат полосы данной конфигурации, которая появляется меж нижней металлизированной поверхностью и проводником, нанесенным на верхнюю поверхность платы. Потому конструкция прибора и его рабочие свойства в значимой степени зависятот главных характеристик начального материала подложки и технологического маршрута производства микросхемы. При всем этом принципиально, чтоб утраты в микрополосковой полосы передачи на фиксированной частоте ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат были малы, а конструкция обеспечивала надежность микросборки после монтажа подвесных частей и сборки узла либо ячейки в целом.

Утраты в микрополосковой полосы передачи зависят от удельного сопротивления железной пленки — проводника, его конструкции и характеристического сопротивления микрополосковой полосы, величина которого является функцией толщины и диэлектрической неизменной подложки. Для уменьшения ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат утрат в микрополосковой полосы удельное сопротивление железного покрытия должно быть мало вероятным. Уменьшают удельное сопротивление проводящего покрытия, выбирая начальный материал с высочайшей проводимостью и обеспечивая высшую идентичность параметров пленочного и громоздкого образцов.

С другой стороны, уменьшить утраты можно и конструктивным решением многофункционального узла. Понятно, что утраты уменьшаются при увеличении ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат ширины микрополосковой полосы. Это можно учитывать при конструировании микрополосковых схем и понизить утраты, увеличивая толщину подложки, чтоб обеспечить всепостоянство характеристического сопротивления. Не считая того, конструкцию частей можно поменять, если избрать материал подложки со качествами, хорошими для данной группы микросхем. С этой точки зрения при конструировании СВЧ микросхем к подложкам предъявляются ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат дополнительные требования, связанные со специфичностью работы СВЧ устройств. Вместе с общими требованиями к классу чистоты обработки поверхности и механическим свойствам подложек, обеспечивающим возможность их хим и механической обработки, также работу устройства в данном интервале температур, должны производиться последующие требования:

— диэлектрическая проницаемость начального материала должны быть e > 8 для уменьшения геометрических ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат размеров частей линий передач, работающих в нижней части спектра СВЧ;

— диэлектрические утраты в подложке должны быть наименьшими и иметь высшую воспроизводимость не только лишь от партии к партии, да и в каждой точке подложки для уменьшения утрат в полосы передачи;

— подложки должны владеть высочайшей теплопроводимостью, а коэффициенты линейного ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат расширения материалов подложек, корпусов и вспомогательных материалов должны быть согласованы для обеспечения работы микросхем при завышенных уровнях мощности.

Конструирование СВЧ микросхем включает расчет и проектирование изделия по данным электронным характеристикам с учетом процессов сборки и регулировки. При всем этом определяют вариант схемы узла, материал и геометрические размеры подложки, начальные материалы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат и последовательность их нанесения для получения проводящих, резистивных и емкостных частей, также их геометрические размеры и обоюдное размещение.

Начальными данными для расчета геометрических размеров полосковой полосы передачи являются характеристическое сопротивление и добротность, которые зависят от характеристик материала обложки и железного покрытия.

Исходя из требований к добротности, рассчитывают геометрические размеры микрополосковой полосы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат передач и выбирают начальные материалы и технологический маршрут производства микросхемы. Погрешность характеристик микрополосковой полосы передачи определяют с учетом как погрешности начальных формул для расчета, так и технологических допусков и невоспроизводимость толщины и диэлектрической проницаемости подложки. Так как толщину микрополосковой полосы передачи выбирают более 1 скинслоев, невоспроизводимостью по ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат толщине проводника, обычно, третируют.

Начальными данными для расчета геометрических размеров резистивных частей являются номинальное значение их сопротивленияR и рабочая мощность рассеяния Р. Резистивный материал выбирают с учетом удельного сопротивления единицы поверхности пленки ро, ее толщины 1, допустимой удельной мощности рассеяния Ро. Нужное удельное сопротивление должно обеспечиваться при толщине пленки более 0,05 мкм, в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат неприятном случае надежность резисторов при завышенных электронных и термических нагрузках не гарантируется. Следует учесть также, что допустимая удельная мощность рассеяния для определенного резистивного материала определенной толщины находится в зависимости от теплопроводимости материала подложки и класса чистоты обработки се поверхности. Потому при конструировании микросхем, работающих при завышенной мощности рассеяния, допустимую мощность ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат целенаправлено рассчитывать по температуре локального перегрева в зоне резистора, которая не должна превосходить 100 С.

Перекрытие резистивной пленки и проводящего элемента в зоне их контактирования (рис. 2.5) должно обеспечивать надежный контакт независимо от методов формирования частей и придания им данной конфигурации.

Геометрические размеры резистивных частей СВЧ микросхем рассчитывают ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат по формулам, используемым для расчета низкочастотных резисторов:

гдеS, 1, b— площадь, длина и ширина резистора;N — число квадратов; Р0 иR  — удельные мощность рассеяния и сопротивление.

При вычерчивании топологии резистивного слоя к расчетной длине резистивной полосы добавляют более 100... 200 мкм с каждой стороны на перекрытие с проводником.

Конденсаторы СВЧ микросхем могут быть выполнены как в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат виде трехслойной пленочной структуры, содержащей обкладки и диэлектрический слой, так и в виде планарной конструкции, создаваемой в едином технологическом цикле с другими проводящими элементами (микрополосковая линия передачи, индуктивная катушка и др.). Планарные конденсаторы имеют малые значения емкости (менее 2 пФ), а пленочные— емкости огромных номиналов. Погонная емкость планарных ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат конденсаторов находится в зависимости от ширины зазора, толщины пленок и диэлектрической неизменной материала подложки либо наполнителя. Если использовать наполнители с огромным значением диэлектрической неизменной, то можно прирастить ее погонную емкость меж электродами на порядок.

Пленочные конденсаторы рассчитывают исходя из требуемого номинального значения емкости с учетом удельной емкости структуры. Площадь ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат перекрытия обкладок определяют по формулеSc = С/Со, где С — номинальное значение емкости, а Со — удельное. Потом заносят технологическую поправку на под-пыл и выводы для контактирования. Для увеличения надежности конденсаторов длина полосы скрещения нижней и верхней обкладок, разбитых диэлектрическим слоем, должна быть малой. С другой стороны, для понижения утрат за ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат счет сопротивления обкладок рекомендуется прямоугольная форма конденсатора с выводом по широкой стороне. Конструкцию конденсатора выбирают на базе компромиссного решения с учетом его рабочих черт в составе микросхемы.

Индуктивные элементы также делают в едином технологическом цикле (в одном слое) с остальными элементами микросхемы. Существующая разработка позволяет воплотить индуктивные элементы высочайшей ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат добротности (Q > 100) в виде спирали с номинальными значениямиL = 1 ... 100 нГ .

Индуктивные элементы малых номинальных значений время от времени делают в виде отрезков полосковых линий либо в виде меандра. В данном случае при расчете индуктивности учитывают не только лишь длину и ширину полосы, да и ее толщину, также воздействие железного основания ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат (металлизации оборотной стороны).

При составлении и расчете топологического чертежа микросхемы нужно учесть конструкцию и геометрические размеры подвесных частей, также метод их присоединения к пленочным элементам. Коротко остановимся на особенностях СВЧ микросхем. В ГИС СВЧ спектра используют полупроводниковые приборы различной конструкции. Хорошей исходя из убеждений способности автоматизации процессов ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат сборки является конструкция полупроводниковых устройств типа LID с балочными выводами и с глиняними полукорпусами (безвыводной перевернутый прибор). Подвесные пассивные элементы (резисторы и конденсаторы) делают в виде пилюль с балочными выводами.

После монтажа подвесных частей и опции микросбороких стыкуют в корпусе. В данном случае должны быть выполнены два более принципиальных ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат условия:

— микросхемы должны стыковаться геометрически одна с другой по входным и выходным контактам с довольно высочайшей точностью;

— переход от одной микросхемы к другой должен обеспечивать надежный электронный контакт не только лишь по проводникам микрополосковых линий, да и по металлизации основания (оборотных сторон микросхем).

Требования к точности совмещения «вход—выход» увеличиваются с ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат ростом рабочей частоты. При смещении стыкуемых микрополосковых линий либо появлении меж ними зазора в СВЧ тракте устройства проявляют реактивность, которые приводят к рассогласованию.

Надежный электронный контакт обеспечивают, выбирая способы и материалы крепления подложек микросхем к корпусу. В случае пайки мягеньким низкотемпературным припоем принципиальна сопоставимость материалов подложек и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат корпуса по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР). При нагреве либо охлаждении системы из-за жесткости конструкции могут возникнутвнутренние напряжения в подложке и, как итог ее механическое разрушение либо отслоение проводящего покрытия.eсли для крепления подложек использовать токопроводящие эластичные клеи, то неувязка механической надежности исключается, но переходное сопротивление систем металлизация—корпуса и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат подложка — подложка возрастает. Не считая того, сопротивление эластичных проводящих клеев характеризуется значимой температурной зависимостью.

Увлекательным вариантом является механическое крепление подложек к корпусу при помощи столбиков либо уголковых прижимов. Достоинство механического метода заключается в простоте монтажа и демонтажа микросхем, что позволяет стремительно создавать ремонт аппаратуры. Тесты систем, содержащих огромное ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат число микросхем, закрепленных механически, проявили их высшую надежность. К недочетам данного варианта следует отнести малозначительное повышение площади за счет крепления на корпусе угловых либо боковых прижимов и необходимость сверления отверстий при использовании столбиков.

Чтоб повысить компактность конструкции устройства, время от времени используют так называемое двухэтажное размещение. При всем этом микрополосковые полосы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат соединяют центральными проводниками маленьких отрезков коаксиальных трактов. Верный выбор значения волнового сопротивления коаксиальных переходов обеспечивает согласование микросхем в широкой полосе частот.

Плотность соединения крышки с корпусом делают пайкой либо сваркой. Разъем герметизируют при помощи металлостеклянного спая, используя согласующуюся по ТКЛР пару ковар—кварцевое стекло.

Все ее характеристики определяют по ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат приближенным формулам. Так, для определения волнового сопротивления полосы одной из более употребительных является формула

(1)

где w, — действенная ширина полосы. Она находится в зависимости от толщины полосы

(2)

Формула (1) дает довольно не плохое приближение, и оно тем поточнее, чем меньше отношениеw/h. Так, приwэ /h>0,4 ошибка составляет порядка 3%, а приwэ /h<=0,4 — не превосходит ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат 1%.

Фазовые свойства поля в полосы определяются относительной действенной диэлектрической проницаемостью wэ , которая учитывает степень концентрации поля в диэлектрике подложки

(3)

3. Пассивные СВЧ устройства.

Пассивные СВЧ устройства являются узлами, выполненными из отрезков линий передач. К ним относятся постоянные полосы передачи, согласующие цепи, делители и сумматоры мощности, частотно-избирательные и невзаимные ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат устройства, тумблеры, устройства управляющие амплитудой и фазой проходящих сигналов. Другими словами, это устройства, в каких нет источников СВЧ колебаний.

В ГИС СВЧ спектра используют несимметричные полосковые полосы, щелевые полосы и компланарные волноводы. Основой микрополосковой полосы передачи является несимметричная полосковая линия.

В несимметричной микрополосковой полосы есть 6 составляющих полей Е и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат Н , т.е. не считая волны типа Т там находятся волны высших типов. Наличие этих волн приводит к зависимости фазовой скорости от частоты, т. е. линия обладает дисперсией. В текущее время серьезной теории несимметричной полосковой полосы нет, потому:

Разумеется, что чем больше диэлектрическая проницаемость материала подложки eи ее толщинаh, тем ближеeэ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат к e. Так, к примеру, для подложки из окиси алюминия (e = 10)eэ =6,8, высокоомного кремния (e = 12) eэ = 7(W0 /h = 1). Длина волны в полосы и фазовая скорость без учета дисперсии составляют:

Выражения (1)—(3) получены в предположении, что в полосы распространяется только волна типа Т. С ростом частоты (увеличениемвсех размеров полосы в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат толиках длины волны) возрастает относительное содержание волн высших типов. Линия становится системой дисперсионной. Частотные зависимости учитывают поправкой к действенной диэлектрической проницаемостиe`э = eэ + De.

Частота, выше которой уже нужно учесть зависимость eэ , от частоты, определяется формулой

(4)

Как надо из формулы (4), для уменьшения дисперсионных параметров полосы нужно уменьшать h и e, т. е ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. уменьшать размеры полосы в длинах волн.

Активные утраты в несимметричной полосковой полосы складываются из утрат в металле полосы и основания полосы aм , утрат в диэлектрике подложки ae , и утрат на излучение aи :aå = aм + ae + aи

Выражения для коэффициентов затуханияaм [дБ/м] иae [дБ/м] имеют ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат последующий вид: (5)

(6)

Здесьf — частота, Гц; a — проводимость материала основания и полосы, 1/Ом•м; tgd—тангенс угла диэлектрических утрат. На частоте f == 10 ГГц, к примеру, коэффициент затухания полосы с волновым сопротивлением Z0 = 50 0м, материалом проводников— медью на диэлектрической подложке с e= 10 имеет последующий порядок: aм = 0,5; 0,95; 2 дБ/м при h=1; 0,5; 0,25 м соответственно. Как ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат видно из приведенного примера, утраты в полосы растут с уменьшением толщины подложки h.

Материалы, используемые для подложек, имеют очень малый tgd» (1...2)×10-4 , потому коэффициенты затухания в диэлектрике до частот f = 10 ГГц ae < 0,1 дБ/м, т. е. утраты в диэлектрике существенно меньше утрат в проводниках полосы.

Коэффициент затухания, обусловленный излучением, в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат верно сделанной постоянной полосы мал, и им обычно третируют. На больших частотах(f > 10 ГГц) при наличии нерегулярностей увеличивается уровень волн высших типов и утраты на излучение становятся видными.

Наибольшая передаваемая по несимметричной полосковой полосы средняя мощность ограничивается допустимым нагревом подложки и проводников. Приблизительные значения предельных мощностей полосы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат с поликоровой и сапфировой подложками составляют 80...100 Вт.

Предельная импульсная мощность определяется допустимым значением напряженности электронного поля в подложке. Эта мощность составляет несколько кв при скважности сигнала более 50.

Для уменьшения паразитных связей с примыкающими цепями, герметизации микросборок и механической защиты полосы используют экранированные микрополосковые полосы (рис. 2.7). Близость крышки экрана к полоске изменяет характеристики ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат полосы. Волновое сопротивление полосы и действенная диэлектрическая проницаемость при всем этом уменьшаются. К примеру, при e= 7,5;w/h = 1 установка экрана на высотеb/h = 2 уменьшает волновое сопротивление Zo = 65 0м до 55 0м иeэ = 4,8 до 4. При расстоянии до экранаb/h > 5 характеристики полосы меняются не достаточно, потому располагать экран поближе к полосы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат не следует.

В последние годы разработаны еще два типа полосы передачи для пленочных микросхем: щелевая линия и компланарный волновод. У этих типов линий все проводники размещены на одной поверхности подложки. Щелевая линия появляется одной узенькой щелью в проводящем слое, нанесенном на одну сторону подложки. В компланарном волноводе две щели. Конструкция ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат этих линий оказывается комфортной при параллельном включении в их разных сосредоточенных частей, в том числе и активных полупроводниковых устройств.

Структура поля в щелевой полосы и компланарном волноводе значительно отличается от структуры поля волны типа Т. Поле щелевой полосы, к примеру (рис. 2.8), имеет продольную составляющую магнитного поля ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат Н, т. е. это практически волна типа H, хотя ее критичная частота равна нулю. В этих линиях могут распространяться колебания хоть какой частоты, прямо до f = 0.

Нужно отметить, что в заглавии щелевой полосы имеется терминологическая некорректность. В электродинамике и технике СВЧ волноводом принято именовать тракт, структура поля которого имеет продольные ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат составляющие полей Е либо Н (железный, диэлектрический, лучевой волноводы). С этой точки зрения щелевая линия является волноводом.

Подложки рассматриваемых линий делают из материалов с высочайшей диэлектрической проницаемостью. Это обеспечивает концентрацию поля поблизости щели. Фазовая скорость, длина волны и волновое сопротивление таких линий зависят от частоты, т. е. эти ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат системы дисперсионные.

Отметим очередное свойство этих типов полосы. Магнитное поле имеет две ортогональные составляющие, сдвинутые по фазе. Как следует, в линиях есть области эллиптической поляризации магнитного поля. Если в этих областях расположить намагниченный поперечным магнитным полем феррит, то, используя эффект Коттона—Мутона и поперечный ферромагнитный резонанс феррита, можно сделать невзаимные приборы: вентили ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, циркуляторы, фазовращатели с дифференциальным фазовым сдвигом.

Остановимся более тщательно на щелевой полосы. В нулевом приближении все фазовые свойства поля определяются при помощи действенной диэлектрической проницаемости, которая находится в зависимости от e материала подложки:

7

Следующие приближения, требующие решения граничной задачки, демонстрируют зависимостьeэ от частоты и геометрии полосы (рис. 2 10). Тут ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат же приведена кривая для несимметричной микрополосковой полосы (штриховая кривая).

Следует обмолвить понятие волнового сопротивления щелевой полосы. Так как поле в щелевой полосы не возможное, волновое сопротивление тут вводится как волновое сопротивление полосы, эквивалентной волноводу. Отсюда и его зависимость от частоты (рис. 2.11). Тут же дана кривая волнового сопротивления несимметричной ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат микрополосковой полосы.

Омические утраты обоих типов линий приблизительно схожи. Возбуждать щелевую линию можно либо микрокоаксиальным кабелем, либо несимметричной линией. В первом случае наружный проводник коаксиала соединяют с одной железной пластинкой, внутренний — с другой.

Достойные внимания способности для сотворения маленьких СВЧ устройств открываются при объединении щелевой и несимметричной линий. В этих устройствах ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат щель размещена на одной стороне подложки, полоса — на другой Изменяя расстояние меж щелью и полосой, можно изменять связь меж линиями. Таким макаром, просто сделать направленный ответвитель с распределенной связью.

Полосно-заграждающий фильтр (ПЗФ) можно выстроить, используя в качестве резонаторов резонансные щели, а в качестве возбуждающих резонаторы устройств ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат — полоску на оборотной стороне подложки (рис. 2.12, а). Полосно-пропускающий фильтр (ППФ) можно сделать на базе щелевой полосы (рис 2 12, б). Резонансными системами тут также служат полуволновые щели.

Если в области эллиптически - поляризованного магнитного поля щелевой полосы расположить поперечно-намагниченный феррит, то можно сделать невзаимные устройства. В фазовращателях, изображенных на рис ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. 2 13, применены железо-итгриевые гранаты (ЖИГ). Таковой фазовращатель делает невзаимный фазовый сдвиг в 12 град/см. Лучшие эталоны фазовращателей делали фазовый сдвиг в 28 град/см. Соответственно для сотворения гиратора (сдвиг 180°) длина фазовращателя должна быть равной 6,5 см.

Конструкция компланарного волновода (рис 2 14) также комфортна для параллельного включения сосредоточенных частей. Компланарный волновод просто возбудить ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат при помощи коаксиального перехода. При всем этом центральный проводник коаксиальной полосы 1 соединяется с центральной полосой волновода 2 . Такие переходы имеют удовлетворительные свойства в широкой полосе частот.

На базе компланарного волновода также сделаны невзаимные устройства. Так, в компланарном резонансном вентиле ферритовые пластинки расположены в обеих щелях. Один из таких вентилей ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, выполненный на монокристаллической рутиловой подложке, при частотеf 6 ГГц имел прямые утраты 2 дБ и оборотные 37 дБ. Общая длина вентиля 20 мм. Ширина центральной полосы 0,76 мм, толщина подложки 0,63 мм. Ферритовые пластинки размером 0,25 ´ 0,13 ´ 15мм расположены в щелях волновода.

Фазовые свойства поля в компланарном волноводе, как и в щелевой полосы, рассчитывают по приближенным формулам ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Волновое сопротивление волновода выражается через погонную емкость Сn и фазовую скорость Vф :

(8)

где Сn =(e + 1) e0 2a/b; a/b = k(n)/k¢ (n);

n = a1 /b1 ; k¢(n) = k(n¢); k – полный элептический интеграл первого рода.

Значение волнового сопротивления при e = 20, a1 /b1 = 0.1 составляет приблизительно ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат 50 0м.

Таковы главные характеристики постоянных микрополосковых линий, которые являются элементной базой для построения сложных узлов СВЧ.

Делители мощности могут быть ненаправленными и направленными.

Ненаправленные делители употребляют для деления мощности на два канала либо для суммирования мощностей 2-ух сигналы.Они представляют собой тройники, т. е. шестиполюсные устройства. Как понятно, шестиполюсные устройства ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат не могут быть согласованы сразу со всех 3-х плеч. Одновременное согласование со всех 3-х плеч приводит к развязке меж какими-либо плечами. Но со стороны 1-го либо 2-ух плеч такие тройники могут быть согласованы при помощи ступенчатых согласующих трансформаторов (рис. 2.15). Выбирая закон конфигурации волнового сопротивления трансформатора ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, можно обеспечить требуемую частотную характеристику делителя. Наибольшее применение отыскали чебышевская и максимально-плоская свойства. Расчет тройника включает расчет постоянной полосы и ступенчатого трансформатора.

Наибольшее применение в микрополосковой технике отыскали направленные кольцевые делители мощности с развязывающим сопротивлением (рис. 2.16). Их используют для разветвления и суммирования сигналов в системах питания фазированных антенных решеток (ФАР ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат), массивных усилителях на транзисторах, в смесителях, тумблерах и т. п.

Значение волнового сопротивления кольца делителя с равным делением мощности равно . Развязывающее сопротивлениеR = 2Zo производится в виде всасывающей пленки. Длина полукольца . Типовые характеристики делителя последующие: в полосе частот fmax /fmin = 1,4, Ксв £ 1,22, развязка выходных плеч более 20 дБ.

Кольцевые разделяй гели ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат могут быть сделаны и для неравного деления мощности, Р1 /Р2 = п2 . В одном из таких делителей (рис 2.16, б) длины полуколец остаются равными четверчи длины волны в полосы, а их волновые сопротивления соответственно равны

Отношение Р1 /Р2 должно быть менее 4. При большем соотношении мощностей делитель тяжело согласовать с входными линиями.

Направленные ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат ответвители и мостовые схемы. В микрополосковых линиях, обычно, употребляют направленные ответвители с распределенной связью. Ответвители этого типа (рис. 2.17) являются противонаправленными, т. е. у их отсутствует связь меж плечами 1—4 и 2—3. Начальной величиной для расчета ответвителя является переходное затухание с [дБ] = 10 lg P1/P2. По данной величине рассчитывают сопротивление связи и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат геометрические размеры полосок.

Из мостовых схем в микрополосковой технике наибольшее распространение получили шлейфные мосты (рис. 2.18) и гибридные кольца (рис. 2.19).

В простом случае двухшлейфного моста, именуемого квадратным мостом, волновые сопротивления вертикальных плеч равны

Zo , а горизонтальных Z1= Zo/sqr(2). Для расширения полосы рабочих частот и конфигурации степени деления мощности в выходных ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат плечах используют многошлейфные схемы. Устройство и механизм работы микрополоскового гибридного кольца такие же, как и у гибридного кольца на других типах линий.

Для уменьшения габаритов мостовых схем и кольцевых делителей в микрополосковом выполнении в метровом и дециметровом спектрах можно делать на сосредоточенныхL-, С- элементах. На центральной частоте четвертьволновому отрезку полосы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат эквивалентны П- либо Т- звенья фильтров нижних (ФНЧ) либо верхних (ФВЧ) частот (рис. 2.20), если элементы ФНЧ, к примеру, выбраны из критерий

(9)

Вероятны разные варианты построения схем на сосредоточенных элементах. Кольцевой делитель, к примеру, может быть реализован в согласовании со схемами, представленными на рис. 2.21.

Как видно из рис. 2.22, частотные зависимости делителей ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на сосредоточенных элементах выражены посильнее, чем зависимости делителей на отрезках линий. Но в полосе 10% Ксви< 1,1, переходное затухание C31 £ 3,05 дБ, развязка плеч С23 >= 25 дБ. Как следует, в этой полосе частот делители (сумматоры) на сосредоточенных элементах могут подменять схемы из отрезков линий.

В микрополосковых устройствах обширно употребляют частотно-избирательные фильтры. ФНЧ обычно имеют ступенчатую структуру. Полосовые фильтры (ППФ.ПЗФ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат) делают на резонансных отрезках линий, связанных электрической и кондуктивной связью. Строгая теория фильтров на микрополосковой полосы отсутствует. Как следует, и расчет фильтра будет приближенным. Экспериментальная настройка микрополоскового фильтра очень затруднена из-за малых размеров всех частей.

Не считая того, относительно высочайшие утраты в микрополосковой полосы не позволяют ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат сделать очень узкополосные фильтры. В последние годы исследуются вопросы построения узкополосных фильтров из диэлектрических резонаторов с полосой пропускания порядка 0,1%. Но еще пока остается нерешенной неувязка стабильности частотных черт таких фильтров из-за огромных значений температурных коэффициентов емкости материалов с высочайшей диэлектрической проницаемостью.

Управление амплитудой и фазой СВЧ сигналов.

В современных радиотехнических ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат системах обширно используют устройства управления амплитудой (многоканальные тумблеры, аттенюаторы, амплитудные модуляторы, ограничители) и фазой (фазовращатели) СВЧ сигнала.

Для этих целей употребляют СВЧ диоды. Управляющий СВЧ диодик может врубаться в линию поочередно либо параллельно.

В микрополосковую линию бескорпусные диоды обычно включают параллельно.

Механизм работы многоканального тумблера (рис. 2.22) состоит в том ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, что при подаче положительного смещения диодик раскрывается, его сопротивление становится намного меньшеZ0 и линия в этом сечении шунтируется диодиком. Подводимая мощность отражается от этого сечения полосы. Если же на диодик подать отрицательное смещение, то он запирается, его сопротивление становится огромным и не шунтирует линию. В диодике поглощается маленькая толика ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат переключаемой мощности. Это позволяет делать тумблеры для относительно большой мощности на маломощных устройствах. Если эта мощность мала (наименее 1 Вт), то можно использовать СВЧ диоды разных типов: варакторы, туннельные диоды и др. Если же уровень мощности превосходит 1 Вт, то применимы только р— i—n - диоды, способные рассеять до ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат 10 Вт средней мощности. Стоит отметить, что вносимые утраты в тумблере в режиме пропускания LП и запирания LЗ связаны зависимостью

где Rmax , Rmin — сопротивления диодика при подаче отрицательного и положительного смещения соответственно, К — качество р—i — n-диода.

Обычно тумблеры разрабатывают на наибольший уровень переключаемой мощности. В данном случае режим работы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат тумблера целенаправлено избрать таким, чтоб в положениях «включено» и «выключено» в диодике поглощалась однообразная мощность. При всем этом в диодике поглощается около 6% коммутируемой мощности. Утраты в режиме «включено» составляют 0,5 дБ, в режиме «выключено» 26...28 дБ. Если требуется прирастить вносимые утраты в режиме «выключено», повдоль полосы можно установить несколько диодов на ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат расстоянии четверти длины волны. Мощность управления одним р—i—n - диодиком составляет 0,03...0,1 Вт.

Если необходимо уменьшить мощность управления (к примеру, при большенном числе диодов), можно применить варакторы МДП. У этих устройств при изменении напряжения смещения меняется емкостная проводимость. Ток утечки в их не превосходит 10-14 А, из за чего требуемая мощность управления значительно ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат миниатюризируется.

На базе одноканального тумблера сделаны электрически управляемые аттенюаторы. В их напряжение смещения диодика плавненько изменяют в границах ± Uсм При всем этом вносимое затухание меняется в границах 0,5...28 дБ.

Если в линию включить варактор либо диодик с барьером Шоттки без наружного смещения, то на нем за счет ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат проходящего сигнала поддерживается неизменное напряжение порядка 1 В, т. е. происходит амплитудное ограничение сигнала. Такие схемы употребляются в РЛС для защиты входных цепей приемников и в ЧМ приемниках для устранения паразитной амплитудной модуляции.

Переключающие характеристики р—i—n -диодов употребляют длч сотворения дискретных микрополосковых фазовращателей (рис. 2.23). Такие фазовращатели для упрощения ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат управления ими строят in принципу двоичной разрядности (1-ый разряд обеспечивает изменение фазы на величину DY, 2-ой — на 2 DY, 3-ий — на 4 DY и т. д.).

На рис. 2,24 показаны 3 схемы 1-го разряда микрополосковых фазовращателей. В схеме, приведенной на рис. 2.24, а, изменение фазы обеспечивается переключением отрезков линииразной длины. В фазовращателе, изображенном на ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат рис. 2.24, б, употребляются характеристики моста (обычно, это микрополосковый квадратный мост).

В шлейфном фазовращателе (рис. 2.24, в) фаза меняется за счет того, что при помощи диодика на конце шлейфа создается режим недлинного замыкания либо холостого хода. При всем этом меняется нрав сопротивления, включенного в линию. Таковой фазовращатель может давать любые дискретные значения фазы, не ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат считая 180°. При значении фазы, близком к 180°, требуются очень огромные волновые сопротивления шлейфов, и их нереально воплотить.

Достоинство полупроводниковых дискретных фазовращателей состоит в том, что точность установки фазы определяется не уровнем управляющего напряжения, а только фактом его наличия. Этим самым понижаются требования к управляющему устройству.

Современные ФАР требуют трех- либо ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат четырехрядных фазовращателей (Дф = 45 либо 22,5°). Трехразрядный фазовращатель Х-диапазона имеет утраты порядка 1,5 дБ.

Интегральные СВЧ ферритовые приборы.

В технике СВЧ обширно используются ферритовые устройства. Это разъясняется тем, что феррит является фактически единственной освоенной в производстве средой с управляемым параметром m, обладающей невзаимными качествами. Пробы сделать подобные приборы на магнитной ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат плазме и сегнетоэлектриках не плохих результатов пока не дали.

Переход кинтегральному выполнению этих устройств представляет большой энтузиазм. Трудность построения ферритовых устройств на микрополосковой полосы связана с тем, что в ней магнитное поле линейно поляризовано. Для сотворения же невзаимных устройств требуется радиальная либо близкая к ней поляризация магнитного поля. Поэтому ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат не все ферритовые СВЧ приборы можно выполнить в микрополосковой конструкции.

Более разработаны мостовые трехплечие микрополосковые Y -циркуляторы (рис. 2.25). Одна из конструкций микроциркулятора смотрится последующим образом. На заземленное основание укладывается ферритовая подложка шириной 0,6 мм. Центральная полоса шириною 0,064 мм напыляется на феррит. В центре 120°-ного разветвления полосковой полосы напыляется железный диск ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат поперечником 0,58 мм. Неизменный магнит имеет поперечник, несколько больший поперечника центрального железного диска. Таким макаром, намагничивается только часть феррита конкретно в области разветвления. Прямые утраты в таком циркуляторе Х - спектра не превосходят 0,6 дБ, развязка плеч более 20 дБ.

При включении в одно плечо циркулятора согласованной нагрузки он преобразуется в вентиль ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат.

4. Активные СВЧ устройства СВЧ полупроводниковые приборы.

СВЧ устройства в гибридном выполнении с полупроводниковыми активными элементами употребляют в главном в маломощных трактах радиопередающих устройств и в приемных трактах радиоэлектронной аппаратуры в качестве генераторов, модуляторов, усилителей и преобразователей.

К более употребительным в текущее время активным полупроводниковым элементам СВЧ можно отнести транзисторы и диоды ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат с отрицательным сопротивлением различных типов. Не считая того, используют диоды, имеющие нелинейную зависимость емкости р—n - перехода от напряжения, к примеру параметрические диоды, варакторы и диоды с скоплением заряда (ДНЗ). Кроме параметрических усилителей и генераторов, устройства с нелинейной емкостью не владеют активными качествами. Это пассивные умножители ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат СВЧ, также устройства для амплитудной, частотной и фазовой модуляции.

Разглядим коротко характеристики СВЧ устройств, построенных на активных и нелинейных пассивных элементах.

Усилители СВЧ мощности на транзисторах используют в метровом и дециметровом спектрах при выходных мощностях от сотен ватт (в метровом спектре) до единиц и толикой ватта на длинноволновой границе сантиметрового спектра. Широкополосность ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат таких усилителей составляет 10...15%. Коэффициент усиления от 20... ... 25 дБ в длинноволновом участке обозначенного спектра, до единиц децибел в коротковолновой части этого спектра. К.П.Д. = 15... ...50%, что приметно больше, чем у усилителей мощности, построенных на других полупроводниковых активных элементах СВЧ.

На транзисторах строят малошумящие усилители СВЧ прямо до сантиметрового спектра ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат волн при коэффициенте усиления 20...30 дБ и коэффициенте шума 5...8 дБ. Не считая того, на транзисторах делают автогенераторы в спектре от метровых до сантиметровых волн как с механической, так и с электрической перестройкой частоты. В таких автогенераторах, обычно, употребляют наружные цепи оборотной связи, что усложняет их по сопоставлению с диодными генераторами. К главным ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат плюсам транзисторных устройств СВЧ следует отнести завышенное значение К. П. Д. и обеспечение однонаправленных параметров усилителей без введения дополнительных невзаимных частей.

Генераторы и усилители на диодиках с отрицательным сопротивлением употребляют приемущественно в сантиметровом и миллиметровом спектрах. Принцип деяния таких устройств основан на компенсации сопротивления утрат колебательной системы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат (с учетом сопротивления, вносимого нагрузкой) отрицательной активной составляющей полного сопротивления диодика. При полной компенсации утрат в генераторе инсталлируются автоколебания. При частичной компенсации утрат происходит регенеративное усиление наружных колебаний. Для получения автоколебаний в диодном генераторе не требуется наружных цепей оборотной связи. Регенеративные усилители не владея однонаправленными качествами, требуют использования невзаимных устройств ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, к примеру, циркуляторов.

В диодных генераторах и усилителях СВЧ употребляют диоды с различной природой образования отрицательного сопротивления, а конкретно: лавинно-пролетные диоды (ЛПД), диоды с переносом электронов (ДПЭ), туннельные диоды (ТД).

На ЛПД строят генераторы с выходной мощностью единицы ватт в сантиметровом спектре и сотки милливатт в миллиметровом ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Обильному применению усилителей на ЛПД препятствуют неудовлетворительные шумовые свойства, обусловленные лавинным механизмом генерирования носителей заряда в этих диодиках. Генераторы на ДПЭ в 3...10 раз уступают по мощности генераторам на ЛПД, но ДПЭ характеризуются несколько наилучшими, чем ЛПД, шумовыми качествами: коэффициент шума усилителей на ДПЭ 10...15 дБ. Оба типа генераторов имеют приближенно однообразный к ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. п. д., измеряемый единицами процентов.

Туннельные диоды используют в малошумящих усилителях дециметрового и сантиметрового диапазонов. Коэффициент усиления таких усилителей составляет 10...20 дБ при коэффициенте шума 5...7 дБ. Использованию ТД в генераторах и массивных усилителях СВЧ препятствует маленькое значение рабочего напряжения на диодике (толики вольта), что вызывает необходимость наращивать ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат ток диодика для роста мощности. В режиме огромных токов и малых напряжений при М-образной вольт-амперной характеристике тяжело обеспечивать устойчивость цепи питания ТД. Устойчивость цепи питания применяемых на практике источников может быть обеспечена только при рассеянии значимой части мощности источника в стабилизирующем резисторе, а как следует, при значимом понижении К ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. П. Д. генератора.

Лучшими шумовыми качествами по сопоставлению с рассмотренными владеют полупроводниковые параметрические усилители, коэффициент шума которых порядка 0,5...3 дБ. Усилители на параметрических диодиках используют в спектре от дециметровых до миллиметровых волн с коэффициентами усиления 15...40 дБ. В генераторах накачки параметрических усилителей могут быть применены ЛПД и ДПЭ. К стабильности частоты, уровню ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат мощности и спектральным чертам таких генераторов предъявляют жесткие требования.

Умножители СВЧ на варакторах и ДНЗ используют обычно для умножения частоты колебаний транзисторных усилителей мощности. При помощи таких транзисторно-варакторных цепочек получают колебания в коротковолновой части дециметрового спектра и в сантиметровом спектре с удовлетворительными для многих практических применений ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат значениями мощности и к. п. д. На выходе варакторных умножителей, работающих с запертым р — n -переходом, могут быть получены колебания миллиметрового спектра. Как уже отмечаясь, такие умножители не имеют усилительных параметров, коэффициент передачи по мощности у их всегда меньше единицы и тем меньше, чем больше коэффициент умножения.

Особенности гибридных устройств ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат СВЧ с активными и нелинейными элементами.

Полупроводниковые активные элементы СВЧ в текущее время не могут быть выполнены интегрально с остальными элементами СВЧ устройства. Устройства СВЧ с полупроводниковыми элементами состоят из электрических систем СВЧ, выполненных по тонкопленочной технологии, и подвесных полупроводниковых устройств в обыкновенном либо бескорпусном выполнении, т. е являются гибридными ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Основной задачей в данном случае является миниатюризация устройства. Малые размеры активных полупроводниковых частей и ограниченность электрического К. П. Д. приводя к лишней локализации тепловыделения и необходимости использовать в случае огромных мощностей рассеяния действенные теплоотводы и устройства остывания, ограничивающие степень миниатюризации.

Способности миниатюризации электрических систем в пленочном выполнении ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат связаны со последующим. Главным типом электрической системы в пленочном выполнении является микрополосковая несимметричная линия. Колебательные цепи генераторов и усилителей СВЧ должны содержать резонансные отрезки линий. длина которых соизмерима с длиной полуволны. Для уменьшения действенной длины волны в полосы (приблизительно в 2,5 раза), также для сокращения поперечных размеров полосы (до 10-х толикой мм ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат) можно использовать тонкие диэлектрические подложки с большенными значениями диэлектрической проницаемости (порядка 10). Но настолько малые поперечные размеры приводят к повышению утрат проводимости. Не считая того, диэлектрики с большенными значениями диэлектрической проницаемости владеют завышенными потерями. В итоге добротность колебательных систем такового типа оказывается в среднем на 0,5... 1,5 порядка меньше ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, чем у волноводных и коаксиальных колебательных систем. В итоге миниатюризируется электрический К. П. Д. массивных усилителей и генераторов и ухудшаются шумовые характеристики маломощных устройств.

В дециметровом спектре резонансные отрезки линий даже при использовании материалов подложек с большой диэлектрической проницаемостью получаются неприемлемо длинноватыми. Потому в обозначенном спектре волн приходится отрешаться ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат от использования микрополосковых линий и строить колебательные системы на сосредоточенных индуктивных элементах в виде плоских спиралей в сосредоточенных конденсаторах подвесного типа либо в пленочном выполнении. Для уменьшения уровня излучения таких частей их размеры должны быть довольно малы по сопоставлению с длиной волны, а как следует, поперечные размеры проводников (к ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат примеру, плоских спиралей) уменьшаются по сопоставлению с размерами полосковых линий, утраты же проводимости соответственно растут. Все же значения добротности сосредоточенных частей могут быть порядка сотки (рис. 2.26). При малых значениях частоты добротность миниатюризируется из-за уменьшения реактивного сопротивления, а при огромных значениях частоты — из-за роста утрат проводимости, вызванных скинэффектом, и приемущественно утрат ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на излучение. Фактически сосредоточенные индуктивные и емкостные элементы используют на частотах, не превосходящих 1 ГГц.

Отметим еще одну особенность гибридных СВЧ устройств трудность введения частей опции и регулировки электрических систем. Введение подвесных частей механической регулировки резко усугубляет технологичность изделия. Неминуемый разброс характеристик полупроводниковых частей, также ошибки производства при отсутствии ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат регулировочных частей могуг затруднить реализацию хороших режимов работы устройства. Потому лучше предугадывать элементы подбора характеристик электро-магнитных систем, также использовать электрические методы перестройки.

Итак, гибридные устройства СВЧ могут иметь худшие характеристики, чем подобные устройства на больших электрических системах. Все же их применение оправдывается значимым улучшением технологичности, также уменьшением габаритов и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат массы, в особенности для маломощных устройств.

Конструктивные и топологические решения

При конструировании гибридных устройств СВЧ вероятны различные решения, различающиеся методами установки диэлектрических подложек с пленочными и навесными элементами в железный корпус, методами соединения частей, выполненных на отдельных подложках, также методами крепления полупроводниковых устройств.

В маломощных устройствах ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат полупроводниковые приборы можно навешивать на диэлектрическую подложку так же, как и пассивные подвесные элементы. При завышенных мощностях лучше обеспечить контакт полупроводникового прибора с корпусом устройства, который в данном случае играет роль теплоотвода и радиатора.Для эгого в подложке делают отверстие, в каком и устанавливают полупроводниковый прибор. Соединение усчройств, выполненных ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на отдельных подложках, может быть или с внедрением коаксиальных разъемов, или безразъемное. В последнем случае подложки соединяемых устройств располагают впритирку друг к другу в одной плоскости и паяют пленочные проводники и металлизированные основания подложек. При безразъемном соединении могут быть использованы как отдельные железные корпуса, так и один общий для ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат нескольких подложек корпус.

При разработке топологии устройств учитывают требования к плотности размещения микрополосковых и других плeнoчныx частей, требования минимизации неоднородностей при извивах и ответвлениях, также некие технологические требования, к примеру, к малой ширине полосы либо зазора меж полосами. В неких случаях учитывают суждения, связанные с термическим режимом устройства. Колебательные системы однокаскадного ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат транзисторного усилителя выполнены на базе микрополосковых линий с внедрением подвесных конденсаторов в системе блокировки источника питания. Выводы транзистора соединяются с надлежащими контактными поверхностями, обозначенными знаками на рисунке

Расчет геометрических размеров пленочных частей.

В случае реализации электрических систем СВЧ устройств с внедрением отрезков несимметричных микрополосковых линий их геометрические размеры, нужные для ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат обеспечения данных электронных черт, рассчитывают по формулам и графикам.

Значения пленочных индуктивных частей, применяемых в СВЧ спектре, лежат в границах от единиц до нескольких 10-ов наногенри. Индуктивные элементы могут быть выполнены в виде отрезков пленочного проводника, также в виде плоских спиралей.

Значение индуктивности [нГ] железной полосы без ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат учета воздействия железного основания подложки равно

(10)

где l , o — длина и ширина полосы, мм

С учетом воздействия железного оспорения индуктивность рассчитывают по формле:

(11)

гдеh — толщина подложки

Значение индуктивности в форме круглой либо квадратной спирали равно

(12)

гдеk — коэффициент(k = 5 для круглой иk = 6 для квадратной спирали), Dk —наружный поперечник (сторона) спирали, мм; dк — внутренний поперечник (сторона) спирали, мм ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат; Nк — число витков. Для наружного поперечника спирали справедлива формула

Dk -dk +(2Nk —1)sk +2w, (13)

где sk — шаг спирали, мм;w— ширина спиральной полосы, мм.

Число витков спирали

Nk = [(Dk +sk )-(dk +2w)]/2sk , (14)

Добротность пленочных индуктивных частей определяют как

(15)

где k' = 2 для круглой иk = 1,6 для квадратной спирали; f— частота ГГц ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат.

Погрешность расчета индуктивных спиральных частей по приведенным формулам составляет ± 10%. Для расчета геометрических размеров по данному значению индуктивности следует воспользоваться поочередными приближениями.

5. Автоматическое проектирование типовых технологических процессов и систем производства РЭС Автоматизация проектирования технологических процессов механообрабатывающего производства деталей РЭС

Принципы построения и общая структура САПР ТП механообработки. В общем объеме ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат трудовых издержек на изготовка РЭС ТП, изготовка деталей БНК РЭС способами формообразования занимают в среднем 15 – 20%. В состав ТП формообразования входят заготовительное создание (литье, прессование, штамповка) и механообработка (точение, сверление, фрезирование). Более сложными для автоматизации проектирования деталей БНК РЭС являются ТП механообработки. В связи с этим, нами рассматриваются главные принципы ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат и структура САПР ТП механообработки 3-го поколения.

Систему автоматического проектирования (САПР) технологии механообработки целенаправлено ориентировать на функционирование в составе ГПС. Потому в базу построение системы положены результаты работ по декомпозиции процесса проектирования, созданию методического, лингвистического, алгоритмического и программного обеспечения для ТП САПР, выявлению мест визуализации и фиксации проектных результатов в ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат целях управления процессом проектирования, обеспечению способности проверки генерируемых моделей на адекватность.

При автоматическом проектировании ТП изготовка деталей в критериях функционирования ГПС в комплексе задач существенное место занимают размерный анализ точности главных выходных характеристик ТП (операционных размеров, припусков), также оценка точности ТП в целом. Особо принципиальное значение получают создание и реализация ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на ЭВМ формализованных моделей размерного анализа (синтеза), позволяющих проводить прогнозирование точностных черт характеристик ТП на стадии проектирования, где поиск оптимальных решений не связан со значительными вещественными затратами.

Система автоматизирует решение последующих задач: технологический анализ чертежа с определением способности обработки данной детали в критериях функционирования ГПС определенной конфигурации; выбор оптимальных ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат видов и методов получения заготовки; сборку ТП по шагам, выделение огромного количества частей, обрабатываемых на каждом шаге, и сопоставление вариантов принципных схем ТП по экономическим аспектам; выбор оборудования для выполнения каждого шага; выбор маршрута обработки детали снутри шага ТП; выбор системы оборудования и закрепления заготовки и модели оборудования ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на каждой операции; проектирование вариантов общего маршрута ТП с объединением операций по общности обрабатываемых частей и поверхностей вращения, принятых в качестве баз; проведение размерного анализа для частей поверхности вращения с учетом принятых в качестве баз либо с учетом принятых в качестве баз плоскостей и требований обоюдного расположения; предназначение ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат и анализ определенных линейных размеров с минимизацией состава технологических размерных цепей, замыкающими звеньями которых служат конструкторские размеры и припуски; определение излишеств, допусков и отклонений операционных линейных размеров средством технологического размерного анализа, который в процессе проектирования маршрута производства детали обеспечивает предназначение операционных размеров и оценку способности их реализации на настроенном ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат оборудовании автоматом; формирование инструментальных наладок и составление расчетно-технологических карт для операции, на которых используются станки с ЧПУ; расчет режимов обработки и норм времени по операциям ТП; расчет себестоимости производства детали по вариантам и выбор из их варианта, имеющего наименьшую себестоимость при данной производительности; проектирование и выпуск управляющих ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат программ для станков с ЧПУ с внедрением САПР, к примеру типа «Техран»; расчет накладок управляющих кулачков для токарно-револьверных автоматов с внедрением систем RAKTA, RASKUL; печать технологической документации (маршрутных и операционных карт).

САПР позволяет выполнить «сквозное» автоматическое проектирование ТП и механообработки деталей класса «тела вращения». Сквозной цикл включает выполнение ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат конструкторского чертежа, закодированного в согласовании со спец формализованным языком, детали и ТП ее производства (входная информация), размерный анализ (синтез) точностных черт детали, генерацию вариантов маршрутов ТП с оценкой более оптимальных по экономико-технологическим аспектам, также разработку структур операций с минимизацией числа режущего инструмента, формированием инструментальных накладок и вычерчиванием операционных заказов ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат на чертежно-графическом автомате. Результатом функционирования системы является набор технологической документации (маршрутные и операционные карты), также управляющие программки для операций, выполняемых на станках с ЧПУ.

Автоматизация проектирования сборочно-монтажного и механосборочного производства

Принципы построения и общая структура системы автоматического проектирования сборочно-монтажных процессов РЭС. В общем объеме трудовых издержек на ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат изготовка РЭС сборка и установка РЭМ-1, РЭМ-3 занимает от 45 до 80%. В состав ТП сборки и монтажа РЭС входят процессы: РЭМ-1 – изделия на интегральных схемах; РЭМ-2 – изделия без кинематики с большим монтажом, с кинематикой, также изделия из проводов и кабелей либо с обмотками; РЭМ-3 – изделия с приводным монтажом ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат.

Технологический процесс сборки и монтажа РЭС включает совокупа операций установки, соединения, формообразования, в итоге выполнения которых элементы конструкции занимают относительно друг дружку требуемое положение и соединяются методами, обозначенными в чертежах изделия. Составными частями сборки и монтажа являются различные и на физическом уровне разнородные процессы. Сборка и установка – оканчивающий шаг ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат производства изделия (РЭС). Требования к элементам конструкции, поступающим на сборку, отражаются на содержании ТП производства конструкций изделия в целом. Потому проектирование ТП сборки и монтажа РЭС должно учесть причины, которые затрагивают практически всю производственную систему предприятия.

Сборочно-монтажные работы являются многовариантными как по вероятному составу и последовательности операций технологического ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат процесса, так и по составу используемой оснастки, оборудования, инструмента. Проектирование рационального технологического процесса и оснащения сборки и монтажа просит трудозатратных вычислений, и потому его целенаправлено производить с применением ЭВМ. Автоматизация технологического проектирования базируется на математическом моделировании производства, отражающем закономерности и связи меж качествами изделия и производственной системы в виде ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат математических отношений. Эти дела отражают реальное физическое содержание процессов производства. Не все причины физического содержания сборки поддаются формализации и математическому моделированию, потому велика роль диалогового проектирования при разработке технологических процессов сборки и монтажа.

По содержанию решаемых задач автоматическое проектирование ТП сборки и монтажа делится на три шага: формализованное описание структуры и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат конструкторско-технологических параметров оценки сборки и монтажа; выбор схемы базирования и определение критерий собираемости изделия на АСТО; синтез структуры ТП сборки и монтажа.

Обозначенные задачки решаются при условии, что состав сборочной единицы и схема ее сборки и монтажа уже определены. Но выбор схемы технологического членения, сборки и монтажа связан ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат с проектированием технологического процесса сборки. Потому вероятны такие схемы технологического членения изделия и схема сборки и монтажа, при которых технологический процесс сборки и монтажа может быть реализован. Как следует, выбор схемы технологического членения изделия осуществляется так: формируется состав сборочных единиц, входящих в изделие, и для каждой сборочной единицы проектируется ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат ТП сборки и монтажа.

Если для сборочной единицы существует хотя бы один вариант технологического процесса сборки и монтажа, то такая схема технологического членения изделия вероятна. Для выбора хорошей схемы технологического членения РЭС ассоциируют разные схемы членения изделия по технико-экономическим показателям, принятым в качестве критериев оптимальности. В данном ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат случае нужен анализ всех вероятных вариантов ТП сборки и монтажа для каждой сборочной единицы изделия. Таким же образом связан с проектированием ТП сборки и монтажа выбор схем сборки, базирования и оснащения сборочных работ. Все эти задачки должны решаться комплексно, на базе единой системы математического моделирования конструктивно-технологических параметров изделия ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, параметров технологических процессов и оснащения сборочно-монтажных работ. Начальными данными при решении задач являются данные о структуре и конструктивно-технологических свойствах изделия.

Программный модуль МП1 производит контроль, кодирование и первичную обработку входящей в систему инфы. Информация, поступающая с чертежами изделий и планово-производственными документами, сортируется, кодируется по видам типового ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат элемента сборки (ТЭС), т.е. преобразуется из текстовой либо графической в приемлемую для ЭВМ буквенно-цифровую форму в виде конструкторско-технологического кода (КТК). Технологические модули ПМ2 – ПМ10 проектируют процессы сборки и монтажа личные и типовые (групповые). Модуль ПМ2 сформировывает КТК изделия в целом на уровне ТЭС. Модуль ПМ3 обеспечивает ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат проектирование микромаршрута i-го ТЭС, модуль ПМ4 – технологического сборочного маршрута в целом по совокупы ТЭС ( ).

Программный модуль ПМ5 производит выбор стандартных АСТО и промышленных ботов, модуль ПМ6 – выбор станочных приспособлений и оснастки, модуль ПМ7 – вспомогательных и измерительных инструментов. Если в связи с особенностями изделий (объектов сборки) требуются особые боты либо ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат оснастки, то формируются заказы подсистемам проектирования специальной технологической оснастки, инструмента, оборудования.

Программный модуль ПМ8 служит для определения режимов и характеристик сборочно-монтажных операций, ПМ9 – для нормирования технологических операций. Модуль ПМ10 сформировывает управляющие программки для функционирования АСТО и ботов.

Автоматизация проектирования настроечно-регулировочных и контрольно-испытательных процессов

Математические ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат модели контроля и диагностики РЭС и их частей. Под объектом контроля и диагностики (ОКД) понимается РЭ изделия либо его составная часть (РЭМ), техническое состояние которых определено ГОСТ 20911 – 75.

Настроечно-регулировочные и контрольно-испытательное (НРКИ) процессы обхватывают все этапы производства РЭС и составляет в общем объеме работ 20 – 40%. Процессы контроля обеспечивают выявление групп ОКД ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, которые соответствуют техническим условиям (ТУ). В процессе регулирования РЭС обеспечивается доведение эксплуатационных характеристик ОКД до их значений, данных по ТУ, на базе конфигурации регулировочных характеристик. Процесс опции ориентирован на поиск (обнаружения) изъянов и их устранения. Контрольно-испытательные работы связаны с проведением технологического прогона РЭС, в процессе которого «проявляются ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат» недостатки в ОКД, характеризующие отказами по показателям свойства.

Обозначенные процессы реализуются при помощи производственной системы (ПС) НРКИ работ. Технологическое проектирование НРКИ процессов и реализующих их ПС, в особенности в рамках систем автоматического проектирования, просит разработки комплексов математических моделей ОКД и НРКИ процессов и систем. Остановимся на рассмотрении обозначенных комплексов моделей подробнее ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат.

Под формализованным описанием (математическая модель либо комплекс моделей) ОКД будем осознавать знаковые либо другие модели описания, применяемые при определении конфигурации характеристик предназначения и изъянов в изделии, которые задаются начальной конструкторской документацией (принципные электронные, структурные и математические схемы, конструкторские чертежи, технологическая документация и др.). Анализ главных моделей, используемых при ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат формализованном описании ОКД, указывает, что существует аналитические, многофункциональные, функционально-логические, логико-вероятностные и другие классы моделей, которые употребляются дальше.

При формализованном описании ОКД нужно учесть характеристики и характеристики, присущие им на шаге производства: наличие неодиночных изъянов; характеристики изделий, которые являются источниками изъянов в нем; структуру изделий как объектов сборки ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, что определяет возможность подмены дефектных частей РЭС.

В связи с этим при построении математических моделей ОКД нужно: найти структуру ОКД, являющуюся адекватным отображением принципных, многофункциональных схем, также сборочного чертежа РЭС; обрисовать функционирование частей декомпозиционного огромного количества, на котором задана структура ОКД, и найти понятия их технического состояния; найти ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат вероятностное описание состояний ОКД и их частей на любом уровне глубины поиска; выстроить информационную модель ОКД, содержащую список сведений, достаточных для их использования в задачках автоматического проектирования НРКИ процессов (систем) производства РЭС.

Для описания структуры ОКД, подлежащего определению его технического состояния, введем понятие типовых частей диагностики (ТЭД) и подмены (ТЭЗ).

Под ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат ТЭД понимается элемент принципной электронной многофункциональной схемы, определяющей операцию преобразования либо передачи сигнала А и являющийся объектом контроля либо диагностики.

ТЭЗ представляет собой элемент конструкции РЭС того либо другого уровня трудности (деталь, сборная единица), применяемый при подмене дефектного элемента в процессе его устранения.

Как демонстрируют определения ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат, ТЭД и ТЭЗ являются элементами декомпозиционных множеств, совершенно точно связанных вместе. Тем зависимо от личных задач, возникающих при прогнозировании и управлении качеством, может быть применены различное структурное и функциональное описание ОКД, данное на введенных декомпозиционных огромных количествах и зависящее от определения его технического состояния. Так в задачках контроля и диагностики должны ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат быть применены ТЭД и модели, построенные на их базе, а в задачках устранения изъянов – ТЭЗ и надлежащие модели. При многофункциональном описании ОКД в разных задачках технологии РНКИ работ могут быть применены разные модели ОКД зависимо от того, какие употребляются виды технического состояния (работоспособность и неработоспособность, исправность и неисправность, правильное и ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат неверное функционирование). Количественно все виды технического состояния ОКД определяется заданием в НТД технических требований на контролируемые характеристики (характеристики свойства) ОКД.

Контролируемые характеристики ОКД могут классифицироваться по разным признакам: по виду контролируемого параметра – размерные (геометрические), физические (физико-механические и физико-химические) и электронные характеристики; по отношению к предназначению ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат контролируемые характеристики делят на определяющие, т.е. направленные на определение вида технического состояния, и вспомогательные, применяемые для поиска места недостатка.

Основываясь на введенных определениях, разглядим математические модели ОКД, применяемые для оценок работоспособности, регулировки, поиска и устранения изъянов.

Анализ принципов построения и реализации многих классов ОКД, в том числе ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат измерительной и специальной, указывает, что фактически они все построены с внедрением структурных моделей, элементы которых описываются полными моделями. При решении задач проектирования НРКИ процессов нужно описание моделей функционирования ОКД относительно разных уровней структурной детализации описания оператора ОКД, что в особенности принципиально при решении задач поиска и устранения дефектных частей ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Вправду, при рассмотрении ОКД нужно найти его структуру.


Перечень литературы

1. Бондарекко О. Е., Орлов Б.Н., Бутузов С. С., Оснпов В. И.Исследование адгезиитолстых пленок меди. — Вi\h• Сборник научных трудов по дилеммам микроэлектроники Сер. физ -мат Вып 14 МИЭТ, 1973

2 Стиглиц М. Формирование частотной свойства связанных диэлектрических резонаторов. — «ТИИЭ1 ». 1973, т. 61, №3, с. 169.

3. ВарфоломеевИ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. H., Дмитриев С. Д., Никонов В. П Оптимизация утрат в полосе прозрачности микрополосковых ППР с параллельно связанными полуволновыми резонаторами. —«Электронная техника Сер II», 1975, вып. 1, с. 23—29.

4. Коробовский С. Б., Шагеданов В. И. Ферритовые циркуляторы и вентили. М., «Сов радио», 1979

5. Диодные генераторы, усилители и умножигели СВЧ Конспект лекций. Под ред ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат. Земцова Г П МАИ, 1976 Авт.. H. С Давыдова, Г П Зем-нов, В. К. Трепаков, В Н. Шкаликов

6. Бартон Д. Радиолокационные системы Пер с англ Под ред. К. Н. Трофимова. М., Воениздат, 1967.

7. В. Н. Фролов, Я. Е. Львович, Н. П. Меткин, Автоматическое проектирование технологических процессов и систем производства РЭС. Москва ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ - реферат., ВШ. 1991



proektirovanie-sistemi-otopleniya-zhilogo-zdaniya-kursovaya-rabota.html
proektirovanie-sistemi-vodosnabzheniya-i-kanalizacii-zhilogo-zdaniya-kursovaya-rabota.html
proektirovanie-sooruzhenij-gidrouzla-i-vodopodayushej-sistemi.html