Введение
ГЛАВА 1. Высокотемпературные сверхпроводники и метаматериалы в технике СВЧ 18
1.1. СВЧ-устройства на высокотемпературных сверхпроводниках 18
1.1.1. Узкополосные сверхпроводниковые фильтры с высокой частотной избирательностью и низкими вносимыми потерями 23
1.1.2. Применение планарных сверхпроводниковых СВЧ-фильтров в базовых станциях сотовой связи .25
1.1.3. Планарные сверхпроводниковые диаграммо-образуюшие матрицы 29
1.1.4. Направленные ответвители с переходным ослаблением 0 дБ в качестве однослойных пересечений двух потоков мощности 36
1.1.5. Проблемы и перспективы СВЧ-устройств на основе ВТСП 41
1.2. Особенности разработки планарных СВЧ-устройств на ВТСП 43
1.2.1. Феноменологическая модель поверхностного импеданса ВТСП 44
1.2.2. Сапфир в качестве подложки для СВЧ-устройств на пленках YBCO 48
1.2.3. Температурная зависимость диэлектрических свойств сапфировой подложки з
1.2.4. Характеристики сверхпроводниковой МПЛ на подложке из сапфира 56
1.2.5. Эквивалентная изотропная диэлектрическая проницаемость сапфировой подложки 59
3. Применение метаматериалов для создания СВЧ устройств с нетрадиционными свойствами 61
1.3.1. Метаматериалы и их свойства 61
1.3.2. Искусственные длинные линии с отрицательной частотной дисперсией как одномерный случай метаматериалов 67
1.3.3. Отличие искусственных длинных линий от фильтров 75
1.3.4. Реализация СВЧ-устройств на искусственных длинных линиях с отрицательной частотной дисперсией 76
4. Постановка задачи 81
2. Связанные сверхпроводниковые микрополосковые линии на анизотропной подложке из сапфира 85
1. Концепция эквивалентной изотропной диэлектрической проницаемости для связанных МПЛ на анизотропной подложке из сапфира 85
2. Эффективная диэлектрическая проницаемость и волновое сопротивление связанных МПЛ на сапфире 93
3. Распределение тока, поверхностный импеданс и затухание электромагнитной волны в сверхпроводниковых связанных МПЛ 101
4. Исследование полуволновых резонаторов на связанных сверхпроводниковых МПЛ на подложке из сапфира 115
5 Выводы по главе 117
ГЛАВА 3. Гшанарные СВЧ-устроиства на высокотемпературньк сверхпроводниках 119
3.1. Проектирование сверхпроводниковых фильтров без
дополнительной подстройки 119
3.1.1. Извлечение параметров модели поверхностного импеданса пленки ВТСП из экспериментальных амплитудно-частотных характеристик резонаторов и фильтров 120
3.1.2. Исследование чувствительности узкополосного ВТСП-фильтра к разбросу физических и геометрических параметров 124
3.1.3. Методика проектирования сверхпроводниковых фильтров без подстройки 131
3.2. Исследование и разработка узкополосных фильтров на ВТСП 132
3.2.1. Сверхпроводниковый фильтр на анизотропной подложке из сапфира г-среза 133
3.2.2. Сверхпроводниковый фильтр для базовой станции сотовой связи 136
3.3. Исследование и разработка направленных ответвителеи с переходным ослаблением 0 дБ 138
3.3.1. Анализ направленного ответвителя с переходным ослаблением 0 дБ типа "окно" методом синфазно-противофазного возбуждения 140
3.3.2. Исследование влияния неоднородностей структуры на характеристики направленного ответвителя с переходным ослаблением 0 дБ
типа "окно" 148
3.3.3. Экспериментальное исследование направленных ответвителеи с переходным ослаблением 0 дБ 153 3.3.4. Возможности дальнейшего расширения рабочей полосы частот направленного ответвителя с
переходным ослаблением 0 дБ типа "окно" 155
3.4. Выводы по главе 158
ГЛАВА 4. Искусственные длинные линии с положителвнои и отрицательной частотной дисперсией 161
4.1. Характеристики длинных линий с положительной и отрицательной частотной дисперсией 162
4.1.1. Длинная линия с положительной дисперсией 162
4.1.2. длинная линия с отрицательной дисперсией
4.2. ДЛПД и ДЛОД как периодические структуры 168
4.3. Эквивалентное представление отрезка длинной линии в виде реактивной Т- или П-схемы на элементах с сосредоточенными параметрами 172
4 .3.1. Т- и П-схемы, эквивалентные отрезку длинной линии на центральной частоте 172
4.3.2. Частотные характеристики Т- и П-схем 180
4.3.3. Зависимость частотных характеристик искусственных длинных линий от числа элементарных ячеек 184
4.4. Выводы по главе 187
ГЛАВА 5. СВЧ-устройства на основе искусственных длинньк линий с отрицательной частотной дисперсией 189
5.1. Технологии и элементная база 189
5.2. Средства проектирования 196
5.3. Исследование и разработка направленных ответвителеи на комбинации отрезков искусственных ДЛПД и ДЛОД...198
5.3.1. Малогабаритные квадратурные направленные от-ветвители 198
5.3.2. Согласованный дифференциальный СВЧ делитель-сумматор мощности на основе квадратурного направленного ответвителя 208
5.3.3. Малогабаритные синфазно-противофазные кольцевые направленные ответвители 211
5.3.4. Широкополосный синфазно-противофазный направленный ответвитель 218
5.4. Широкополосные дискретные фазовращатели на
переключаемых отрезках ДЛПД и ДЛОД 226
5.4.1. Дискретные СВЧ-фазовращатели на переключаемых каналах 228
5.4.2. СВЧ-фазовращатель на переключаемых отрезках ДЛПД и ДЛОД 231
5.4.3. Теоретический предел ошибки фазового сдвига СВЧ-фазовращателя на переключаемых отрезках ДЛПД и ДЛОД 232
5.4.4. Исследование и разработка СВЧ-фазовращателя с фазовым сдвигом 180 на переключаемых отрезках ДЛПД и ДЛОД 242
5.4.5. Трехразрядный СВЧ-фазовращатель на переключаемых отрезках ДЛПД и ДЛОД 247
5.5. Выводы по главе 250
Заключение 252
Список литературы
