поля. Отличительной особенностью НЩЛ является ее «среднее» положение между НПЛ и СЩЛ. Так, при перекрытии слоев металла (рис. 1.3 д) она близка по свойствам к НПЛ, а при их разнесении (рис. 1.3 е) - к СЩЛ.

На практике для НЩЛ используются те же подложки, что и для СЩЛ (dl=0,5-2 мм). При этом представляет интерес случай НЩЛ, у которой края образующих НЩЛ металлических плоскостей находятся друг против друга. Оказывается, что замедление основной волны НЩЛ в этом случае примерно такое же, как и у С]Щ[ на подложке полубесконечной толщины: 11нщл = К(е-Ь 1)/2. Это дало возможность получить широкий класс электродинамических структур для волн преимущественно миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов (В. И. Гвоздев, Е. И. Нефёдов, Т. Ю. Черникова, 1985), основанных на сочетании волновода поверхностных волн (например, неограниченного диэлектрического листа) с реберным (гребневым) волноводом (рис. 1.3 ж). При этом фиксация поляризации рабочей волны осуществляется гребнями (гребнем), а направляющие свойства - волноводом поверхностных волн. На основе реберно-диэлектрического волновода может быть построена элементная "база ОИС миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Моделирование регулярного реберно-диэлектрического волновода выполняется по обычной схеме.

Рассмотренный подход к моделированию регулярных ЛП хотя и является приближенным (для СПЛ точность составляет около одного процента, для НПЛ - единицы процентов, для НЩЛ, СЩЛ и КЛ - до десяти процентов), но позволяет единообразным способом рассматривать практически все типы линий передачи, используемых в ОИС СВЧ. А это открывает путь к четкому пониманию существа физических явлений и, как следствие, ведет к возможности автоматизированного проектирования объемных БЭ, выполненных на комбинации различных типов ЛП. Более сложным является исследование санкционированных и несанкционированных неоднородностей в разнотипных и однотипных ЛП. В следующей .главе будут рассмотрены соответствующие структуры.

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ОИС СВЧ

...Нам следовало бы стремиться познавать факты, а не мнения, и, напротив, находить место этим фактам в системе наших мнений...

Г. К- Лихтенберг

§ 2.1. Объемные неоднородности

Развитие ОИС СВЧ потребовало разработки и внедрения новых классов линий передачи (ЛП). Основной характерной чертой ОИС является комбинированное включение разнотипных ЛП, что позволяет реализовать объемные неоднородности (или БЭ) с заданными конструктивными и электродинамическими характеристиками. Неоднородности в ОИС можно условно разделить на две группы: так называемые переходы между различными типами ЛП (межслойные переходы) и Т-соединения, плечи которых выполнены на разных ЛП, расположенных на разных этажах ОИС СВЧ..

Кроме этого, в ОИС СВЧ в силу принципа конструкционного соответствия используется большинство неоднородностей планарных ИС. Они расположены либо в Е-плоскости (СПЛ, НПЛ и КЛ), либо в Н-плоскости (СЩЛ и НЩЛ).

Планарные неоднородности на СПЛ и НПЛ исследованы довольно подробно, однако неоднородностг; на СЩЛ, НЩЛ и КЛ изучены пока мало. Еще менее исследованы объемные неоднородности, составляющие элементную базу ОИС. Рассмотрены в основном лишь межслойные соединения между разнотипными ЛП. К этим соединениям относятся резонансные переходы, построенные на магнитной связи щелевого резонатора с ЛП, шлейфные переходы, использующие выравнивание потенциалов на проводниках соединяемых линий, и межслойные переходы с гальванической связью

) Гальванические перемычки сложны в технологическом отношении при изготовлении устройств на ОИС. Поэтому они используются в современных ОИС СВЧ крайне редко. Предполагается здесь и в дальнейшем изложении, что эквивалентом перемычки (режим короткого замыкания) служит разомкнутый четвертьволновый отрезок ЛП. Таким образом, исключаются гальванические соединения между этажами ОИС, а выравнивание потенциалов между проводниками соединяемых ЛП осуществляется разомкнутыми ЩЛейфами,

Более сложны неоднородности в виде Т-соединений, которые являются ключевыми структурами для ОИС СВЧ. Вопросы их детального моделирования до настоящего времени практически не затрагивались. Основной класс неоднородностей в виде межслойных соединений довольно подробно описан в [4]. Однако при анализе их волновых матриц рассеяния не учитывались неоднородности в области соединения. Ниже будут рассмотрены наиболее типичные неоднородности ОИС СВЧ. Основным при рассмотрении является использованный в § 1.3 метод моделирования.

Соединение НПЛ. Топологическая схема соединения двух НПЛ (У, 2), расположенных по разные стороны слоя

"ниц

-/X,

Рис. 2.1

диэлектрика толщиной d, приведена на рис. 2.1 а, где диэлектрик показан оптически прозрачным; мы будем предполагать и в дальнейшем оптическую прозрачность диэлектрических слоев ОИС. Токонесущие проводники НПЛ скачком переходят в полубесконечные слои металла. Причем перекрытые края металла образуют НЩЛ, которые на чет-