Введение
Глава 1. Резистивно-емкостные структуры с распределенными параметрами: концепция, физические и математические основы 18
1.1.. Основные определения и реализационные возможности 20
1.2. Технологические основы реализации 23
1.2.1. Технология изготовления тонкопленочных RC-ЭРП 23
1.2.2. Технология изготовления толстопленочных RC-ЭРП 28
1.2.3. Полупроводниковые RC-ЭРП 32
1.2.4. Другие методы изготовления RC-ЭРП 34
1.2.5. Технология подгонки параметров RC-ЭРП 36
1.3. Конструктивные основы реализации RC-ЭРП 37
1.4. Электрофизические свойства материалов слоев RC-ЭРП 48
1.4.1. Материалы резистивных и диэлектрических слоев, чувствительные к воздействию внешних полей 48
1.4.2. Перестраиваемые RC-ЭРП с использованием р-п переходов и электрофизических свойств материалов 51
1.5. Схемотехнические основы реализации RC-ЭРП 54
1.6. Общее уравнение и классификация RC-ЭРП со структурой слоев вида R1-C-R2 56
1.7. Области применения резистивно-емкостных структур с распределенными параметрами 63
1.7.1. Применение RC-ЭРП в частотно-избирательных RC-фильтрах и фазовращателях 63
1.7.2. Другие применения RC-ЭРП 67
1.8. Выводы к главе 1 69
Глава 2. Методы анализа и критерии синтеза rc-эрп и устройств на их основе 71
2.1. Исходные предпосылки и соображения 71
2.2. Общие подходы к вычислению первичных параметров многополюс ного RC-ЭРП 73
2.2.1 .Вычисление первичных параметров ОН RC-ЭРП 73
2.2.2. Вычисление первичных параметров ДО RC-ЭРП 76
2.3. Методы анализа RC-ЭРП и устройств на их основе 80
2.3.1. Определение схемных функций 80
2.3.2. Определение схемных функций цепей, содержащих RC-ЭРП.82
2.3.3. Методы анализа ARC-цепей, содержащих RC-ЭРП 83
2.3.3.1. Представление функций цепей 83
2.3.3.2. Анализ ARC-цепей, содержащих RC-ЭРП, с помощью "доминирующих" полюсов (нулей) 85
2.3.3.3. Метод непосредственного решения характеристического трансцендентного уравнения (метод 1) 89
2.3.3.4. Метод поверхности фазовой функции в декартовой системе координат (метод 2) 91
2.3.3.5. Метод поверхности фазовой функции в полярной системе координат (метод 3) 95
2.4. Критерии синтеза ARC-цепей, содержащих RC-ЭРП 100
2.4.1. Частотные критерии синтеза ARC-цепей с заданной формой полюсного годографа 100
2.4.2. Определение минимально необходимого порядка ARC-цепи с заданной формой полюсного годографа 108
2.4.3. Частотные критерии синтеза ARC-цепей, реализующих операции дробного интегрирования и дифференцирования 113
2.5. Выводы к главе 2 116
Глава 3. Математическое и программное обеспечение анализа и синтеза одномерных неоднородных и комплементарных rc-эрп со структурой слоев вида R-C-0... 119
3.1. Исходные предпосылки и соображения 119
3.2. ОН RC-ЭРП со структурой слоев R-C-0 120
3.2.1. Возможности аналитического решения 121
3.2.2. Замена неоднородной RC-линии лестничной RC-цепью с сосредоточенными параметрами 126
3.2.3. Конечноэлементная постановка задачи 129
3.2.4. Гибридная схема 132
3.3. Моделирование одномерных комплементарных RC-ЭРП со структу рой слоев вида R-C-137
3.3.1. Определение у-параметров для ОК RC-ЭРП с траекторией прорези первого типа 138
3.3.2. Определение у-параметров для ОК RC-ЭРП с траекторией прорези второго типа (метод конечных распределенных элементов) 139
3.3.3. Расчет схемных функций комплементарных RC-ЭРП 141
3.3.4. Алгоритмы анализа характеристик ОК RC-ЭРП 144
3.4. Выводы к главе 3 146
Глава 4. Математическое и алгоритмическое обеспечение анализа и синтеза двумерных однородных rc-эрп со структурой слоев вида R-C-0 148
4.1. Исходные предпосылки и соображения 148
4.2. Анализ ДО RC-ЭРП методом конечных элементов 151
4.2.1. Математическая формулировка задачи анализа ДО RC-ЭРП методом конечных элементов 151
4.2.2. Вариационная постановка решения задачи 154
4.2.3. Пример реализации МКЭ к задаче анализа RC-ЭРП 158
4.2.4. Алгоритм вычисления матрицы А и вектора f 161
4.2.5. Вычисление у-параметров 172
4.2.6. Структура программы для расчета RC-ЭРП на основе МКЭ. 175
4.2.7. Аналитическое исследование решения двумерной задачи... 177
4.2.8. Гибридная схема для двумерной задачи 180
4.3. Анализ ДО RC-ЭРП методом разделения переменных 182
4.4. Метод конечных распределенных элементов для двумерной задачи 188
4.5.Выводы к главе 4. 192
Глава 5. Анализ RC-ЭРП и устройств на их основе 195
5.1. Исходные предпосылки и соображения 195
5.2. Разработка универсальной программы анализа RC-ЭРП и ее пользовательский интерфейс 195
5.3. Анализ ОН RC-ЭРП 201
5.3.1. Предварительные соображения 201
5.3.2. Исследование влияния количества элементов разбиения ОН RC-ЭРП на точность вычислений частотных характеристик 203
5.3.3. Оценка функциональных возможностей ОК RC-ЭРП 205
5.4. Анализ ДО RC-ЭРП 211
5.4.1. Предварительные соображения 211
5.4.2. Выбор базовой конструкции RC-элемента с распределенными параметрами эвристическими методами 213
5.4.3. Точность математической модели 219
5.4.4. Исследование функциональных возможностей ДО RC-ЭРП для построения широкополосного фазовращателя 223
5.4.5. Экспериментальная проверка точности математической модели при помощи дискретной физической модели RC-ЭРП 228
5.4.6.Экспериментальная проверка точности математической модели при помощи непрерывной физической модели RC-ЭРП 232
5.5. Анализ двумерных комплементарных RC-ЭРП и устройств на их ос нове 235
5.5.1.Исследование влияния высоты ступени на частотные характе ристики ДК RC-ЭРП 236
5.5.2 Исследование влияния количества ступенек прорези на частотные характеристики ДК RC-ЭРП 240
5.5.3 Исследование влияния длины реза на частотные характеристики RC-ЭРП 242
5.5.4 Анализ устройств на основе ДК RC-ЭРП 246
5.5.4.1. Анализ РФ на основе ДК RC-ЭРП 247
5.5.4.2. Анализ ARC-фильтра на основе ДК RC-ЭРП 248
5.6. Анализ RC-ЭРП с фрактальной геометрией 251
5.6.1 .Общие понятия 251
5.6.2. Фрактальная геометрия в RC-ЭРП 252
5.6.2.1. Кривые Кох 252
5.6.2.2. Канторовские множества 255
5.6.2.3. Кривые Серпинского 258
5.6.3. Исследование RC-ЭРП с фрактальной геометрией 259
5.7. Выводы к главе 5 266
Глава 6. Синтез RC-ЭРП по заданным характеристикам 267
6.1. Общая постановка задачи синтеза RC-ЭРП 267
6.2. Синтез он и ок RC-ЭРП 276
6.2.1. Общие положения 276
6.2.2. Синтез ОН RC-ЭРП по заданной крутизне АЧХ передаточной характеристики 283
6.2.3. Синтез ОН RC-ЭРП по заданному постоянству фазы входного импеданса 288
6.2.4. Синтез ОК RC-ЭРП с постоянной фазой входного импеданса в максимально широком диапазоне частот 291
6.3. Синтез до RC-ЭРП 297
6.3.1. Структурный синтез ДО RC-ЭРП с заданными характеристиками с помощью генетического алгоритма 298
6.3.2. Параметрический синтез ШФВ на основе ДО RC-ЭРП 307
6.4. Выводы к главе 6 313
Глава 7. Анализ и синтез ARC-фильтров на основе RC-ЭРП 316
7.1. Анализ и синтез высокостабильных ARC-фильтров 316
7.1.1. Общие соображения и предпосылки 316
7.1.2 Синтез ARC-цепей с формой полюсного годографа, обеспечивающей нулевую чувствительность действительной части полюса к изменению коэффициента усиления активного элемента 322
7.1.3. Синтез ARC-звеньев с заданной температурной стабильностью 332
7.1.3.1. Исходные предпосылки 332
7.1.3.2. Обеспечение заданной стабильности методом термокомпенсации 334
7.1.3.3. Анализ влияния технологического разброса температурных коэффициентов элементов на температурную стабильность Q и со0...340
7.1.4. Экспериментальная проверка результатов анализа температур
ной стабильности ARC- звена 345
7.2. Анализ и синтез ARC-фильтров с регулируемыми характеристика
ми 349
7.2.1. Общие соображения и предпосылки 349
7.2.2. Синтез ARC-звеньев, полюсной годограф которых обеспечивает S% =0 353
7.2.3. Методика синтеза звена ARC-фильтра по заданному диапазону регулирования частоты 360
7.2.4. Экспериментальная проверка результатов анализа регулиро
вочных характеристик ARC- звена 368
7.3. Перспективы применения RC-ЭРП 372
7.4. Выводы к главе 7 381
Заключение
