Радиопромышленность. 2020; 30: 72-78
Интегральное исполнение волноводных схем терагерцового диапазона
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2020-30-4-72-78Аннотация
Постановка проблемы. Успешное освоение терагерцового диапазона неразрывно связано с созданием эффективных направляющих систем с требуемыми характеристиками, а также полного комплекта функциональных элементов на их основе. Известные направляющие системы указанного диапазона в силу ряда причин не позволяют создавать полный комплект функциональных элементов и схем различного назначения. В настоящей работе рассмотрены принципы создания волноводных схем в модульном исполнении на основе металлодиэлектрического волновода.
Цель. Исследование вопросов создания волноводных схем различного назначения в интегральном исполнении. Для решения этой задачи обоснован выбор металлодиэлектрического волновода квадратного сечения: отсутствие поверхностных токов на стенках этого волновода резко снижает потери энергии на стыках и фланцевых соединениях. Это позволяет создавать схемы в интегральном исполнении в виде единого модуля. В качестве примера приведена схема высокочастотной части моноимпульсного локатора, выполненного методом прессования в пластмассе.
Результаты. Показано, что исследуемое исполнение схем исключает фланцевые соединения между волноводными элементами, тем самым снижая потери в соединениях между различными функциональными элементами, что уменьшает суммарные потери в схеме. Приведены экспериментальные результаты.
Практическая значимость. Предложена технология интегрального исполнения сверхвысокочастотных схем терагерцового диапазона на основе металлодиэлектрического волновода, исключающая фланцевые соединения между функциональными элементами. Этот волновод и функциональные элементы на их основе обеспечивают разработку различных схем для работы при больших уровнях мощности.
Список литературы
1. Шаров Г. А. Волноводные устройства сантиметровых и миллиметровых волн. М.: Горячая линия – Телеком, 2016. 639 с.
2. Ayvazyan M. Ts. The Metal Dielectric Waveguides in the Terahertz Range // Proceedings of IEEE 9th International Symposium (MSMW’2016). Kharkiv, Ukraine, 2016, pp. 403–405.
3. Аветисян А. А., Айвазян М. Ц. Исследование методов снижения коэффициента шума приемника терагерцового диапазона // Радиопромышленность. 2018. № 2. С. 6–10.
4. Kerr A. Mismatch Caused by Waveguide Tolerances, Corner radii and Flange Misalignment. National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, VA, 2010, 4 p.
5. ГОСТ 13317–89. Элементы соединения СВЧ трактов радиоизмерительных приборов. Присоединительные размеры. М.: Издательство стандартов, 1989. 4 c.
6. Ridler N. M., Ginley R. A. IEEE P1785. A New Standard for Waveguide Above 110 GHz // Cables & Connectors Supplement, 2011, 125 р.
7. Hesler J. L., Kerr A R., Grammer W. J., Wollack E. B. Recommendations for Waveguide Interfaces to 1 THz. National Radio Astronomy Observatory Electronics Division, Internal Report no. 319, 2007, pp. 101–103.
8. Draft Standard for Rectangular Metallic Waveguides and Their Interfaces for Frequencies of 110 GHz and Above. Part 1. Frequency Bands and Waveguide Dimensions. IEEE P1785, May, 2011, pp. 1–20.
9. Vondran D. J. Making Connections Beyond 110 GHz. Microwave Journal, 2013, pp. 842–844.
10. Родс Д. Р. Введение в моноимпульсную радиолокацию. М.: Сов. радио, 1960. 159 с.
11. Фомичев К. И., Леонов А. И. Моноимпульсная радиолокация. М.: Сов. радио, 1970. 392 с.
12. Айвазян М. Ц., Енокян Г. А. Автомобильные радары гигагерцового диапазона // Вестник ГИУА: Информационные технологии, электроника, радиотехника. 2017. № 1. С. 89–97.
Radio industry (Russia). 2020; 30: 72-78
Integrated form of the waveguide circuits in the terahertz range
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2020-30-4-72-78Abstract
Problem statement. The successful development of the terahertz range is inextricably linked to the creation of effective guide systems with the required characteristics, as well as a complete set of functional elements. Known guide systems of the specified range for several reasons do not allow creating a complete set of functional elements and circuits for various purposes. In this paper, the authors consider the principles of creating modular waveguide circuits based on a metaldielectric waveguide.
Objective. Study of the issues of creating waveguide circuits for various purposes in an integrated design. The choice of a square-section metal-dielectric waveguide is justified to solve this problem. The absence of surface currents on the walls of this waveguide dramatically reduces energy losses at the joints and flange connections. This allows for creating integrated circuits as a single module. A diagram of the high-frequency part of a monopulse locator made by pressing in plastic is given as an example.
Results. It is shown that the studied design of the circuits excludes flanged connections between waveguide elements, thereby reducing losses in the connections between various functional elements, which reduces the total losses in the circuit. Experimental results are presented.
Practical implications. A technology for integrated design of ultra-high-frequency terahertz circuits based on a metaldielectric waveguide, excluding flanged connections between functional elements, is proposed. This waveguide and the functional elements provide the development of various circuits for operation at high powers.
References
1. Sharov G. A. Volnovodnye ustroistva santimetrovykh i millimetrovykh voln. M.: Goryachaya liniya – Telekom, 2016. 639 s.
2. Ayvazyan M. Ts. The Metal Dielectric Waveguides in the Terahertz Range // Proceedings of IEEE 9th International Symposium (MSMW’2016). Kharkiv, Ukraine, 2016, pp. 403–405.
3. Avetisyan A. A., Aivazyan M. Ts. Issledovanie metodov snizheniya koeffitsienta shuma priemnika teragertsovogo diapazona // Radiopromyshlennost'. 2018. № 2. S. 6–10.
4. Kerr A. Mismatch Caused by Waveguide Tolerances, Corner radii and Flange Misalignment. National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, VA, 2010, 4 p.
5. GOST 13317–89. Elementy soedineniya SVCh traktov radioizmeritel'nykh priborov. Prisoedinitel'nye razmery. M.: Izdatel'stvo standartov, 1989. 4 c.
6. Ridler N. M., Ginley R. A. IEEE P1785. A New Standard for Waveguide Above 110 GHz // Cables & Connectors Supplement, 2011, 125 r.
7. Hesler J. L., Kerr A R., Grammer W. J., Wollack E. B. Recommendations for Waveguide Interfaces to 1 THz. National Radio Astronomy Observatory Electronics Division, Internal Report no. 319, 2007, pp. 101–103.
8. Draft Standard for Rectangular Metallic Waveguides and Their Interfaces for Frequencies of 110 GHz and Above. Part 1. Frequency Bands and Waveguide Dimensions. IEEE P1785, May, 2011, pp. 1–20.
9. Vondran D. J. Making Connections Beyond 110 GHz. Microwave Journal, 2013, pp. 842–844.
10. Rods D. R. Vvedenie v monoimpul'snuyu radiolokatsiyu. M.: Sov. radio, 1960. 159 s.
11. Fomichev K. I., Leonov A. I. Monoimpul'snaya radiolokatsiya. M.: Sov. radio, 1970. 392 s.
12. Aivazyan M. Ts., Enokyan G. A. Avtomobil'nye radary gigagertsovogo diapazona // Vestnik GIUA: Informatsionnye tekhnologii, elektronika, radiotekhnika. 2017. № 1. S. 89–97.
