Объемный фильтр с трехмерными связями показан на рис. 2.16 е. Он выполнен из трех полуволновых резонато-ров на закороченных отрезках НЩЛ. Поскольку резонаторы имеют распределенную связь, в НЩЛ существуют два типа колебаний: четный и нечетный. Таким образом.

-0,6 -0,2 О 0.2 0,6Aflf„ г

Рис. 2.16

в фильтре осуществляются последовательная связь по магнитному полю соседних резонаторов и дополнительные связи по двум поперечным координатам через резонаторы. Необходимо отметить, что разница между фазовыми скоростями четного и нечетного типов волн в резонаторах позволяет формировать многополюсные АЧХ как в полосе пропускания, так и в полосе заграждения. Это наглядно подтверждается

ксперйментальной АЧХ объемного фильтра, приведенной на ри- 2.16 г (кривая 2). Полюса в полосе заграждения, (•положенные справа и слева АЧХ, указывают на возможность ее аппроксимации эллиптическойфункцией (рис. 2.14, кривая 5).

Ранее было отмечено, что одним из существенных достижений в РЭ является применение нестационарных сигналов. Они нашли множественное использование в практике. Одним из наиболее ярких примеров является построение фильтров для пространственно-временной обработки сигнала [8]. Такие структуры были не под силу РЭ гармонических колебаний. На рис. 2.17 а показана одна из возможных

Выходы k2 \У

Выходы 1Л-----

Входы

Рис. 2.17

реализаций фильтра для пространственно-временной обработки цифровых сигналов. Простейшая схема представляет собой структуру с четырьмя входами {1-4) и четырьмя выходами (г-4). Цифровые сигналы в виде положительных и отрицательных единичных напряжений (±1 В) подаются на входы, которые по определенной схеме связаны с выходами. Принцип действия схемы основан на быстром преобразовании Уолша, а сама многоканальная фильтрующая схема предназначена для коммутации входных и выходных терминалов при одновременной логической обработке цифровых сигналов. Первые же попытки конструктивного выполнения пространственно-временного фильтра привели к трехмерной технологии [8], а это означает, что пути эффективной реализации такого класса фильтров ведут к ОИС. В физической модели объемного фильтра достаточно включить дополнительные входы и выходы и воспользоваться двумя видами связи (магнитная и электрическая связь, которая соответствует в аналоге положительному и отрицательному единичному напряжению), чтобы получить модель пространственно-временного фильтра (рис. 2.17 6).

§ 2.4. Акустические и магнитостатические волны в ОИС

В недалеком прошлом практически вся обработка информации, передаваемой по СВЧ каналам велась на низкой частоте (звуковой частоте, или видеочастоте, как ее иногда называют). Поэтому требовалось предварительное преобразование СВЧ сигнала в низкочастотный. В этом диапазоне существует, интенсивно развивается и совершенствуется элементная база на поверхностных акустических волнах (ПАВ) (от десятка мегагерц до единиц гигагерц).

В настоящее время также интенсивно разрабатываются устройства на магнитостатических волнах (МСВ). На МСВ можно сделать практически все те функциональные устройства, что и на ПАВ. БЭ на МСВ функционируют на частотах от 1 ГГц и вплоть до частот миллиметрового диапазона.

Ниже мы коротко рассмотрим объемные устройства на ПАВ и МСВ.

Основные положения теории электростатики и магнитостатики. Если поля и источники не зависят от времени (d/dtO) и нет движения зарядов (/=&р=0), то система дифференциальных уравнений Максвелла (1)-(4) распадается на две независимые системы уравнений:

rot£ = 0, rot = 0, divZ> = 4jTp, div = 0, (12)

D = eE, B = [iH.

Левая колонка формул в (12) определяет соотношения для электростатики, а правая - для магнитостатики; поля Е, Н через потенциалы А, q) определяются так: £=-grad ф, р. =го{]Л; сами потенциалы Л, ф - из уравнений Пуассона

Ф = -р/8, VM = -p,y, (13)

а для тех точек пространства, в которых j, р отсутствуют - из уравнений Лапласа: Уф=0, VM=0.

Важнейшим понятием электростатики является понятие емкости С, которая характеризует, например, уединенный проводник как «аккумулятор» заряда q: С=д/ц), где ф - потенциал проводника. В случае двух проводников говорят о конденсаторе, емкость которого С=д/Ац) определяет разность потенциалов проводников.

Для решения уравнений (12), (13) разработан мощный аналитический и численный аппарат; эти решения зачастую используют в качестве нулевого приближения при рас-