Дослідження резонансних властивостей пристроїв перемикання на основі високотемпературного надпровідника
- Автор(и)
-
-
-
Дмитро Борисович Кучер
Інститут Військово-Морських Сил Національного університету “Одеська морська академія”
-
Лариса Валентинівна Кучер
Інститут Військово-Морських Сил Національного університету “Одеська морська академія”
-
- Ключові слова:
- Array, Array, Array, Array, Array, Array, Array, Array
- Анотація
-
Результати експериментальних досліджень, викладених у відомих роботах, засвідчили, що у високотемпературному надпровіднику під дією вхідного НВЧ-сигналу, коли створюється магнітне поле, рівень якого перевищує пороговий (Н>Hкр2), відбувається фазовий перехід надпровідника з надпровідного S в нормальний (резистивний) стан N (так званий процес перемикання (переключення)).
Встановлено, що можливо управляти амплітудно-частотною характеристикою надпровідника напругою або струмом, що протікає. Тобто, можливо будувати перемикачі-обмежувачі на основі надпровідників, які знайдуть застосування у антенах, вхідних колах охолоджуваних надвисокочастотних трактів тощо.
Найбільш практичними є пристрої на основі високотемпературних надпровідників, тому що їх робоча температура − це температура рідкого азоту, а швидкість перемикання становить менше 1 наносекунди. Однак, використання надпровідних систем потребує врахування питань сумісності їх зі штатними пристроями та урахування іншої низки особливостей будови НВЧ систем. Тобто, є сенс спершу окремо проаналізувати функціонування таких перемикачів, а потім в структурі будови штатної НВЧ системи.
У статті проводиться дослідження властивостей лише окремих перемикачів (фільтрів вимикачів та обмежувачів) на основі високотемпературних надпровідних тонких плівок з метою вироблення принципів та критеріїв, які можуть бути основою здійснення автоматизованого проєктування розглянутих швидкодіючих надпровідних НВЧ-пристроїв.
Для вирішення поставленої розрахункової задачі використовується алгоритм аналізу резонансних систем комутації та визначаються відповідні параме-три та критерії: коефіцієнти пропускання, модуляції, загасання; параметр якості; резонансні характеристики (частота, смуга, добротність).
Результати розрахунків свідчать про необхідність застосування в сучасних НВЧ системах високотемпературних надпровідних швидкодіючих широкосмугових пристроїв (фазообертачів, обмежувачів, ліній затримки, комутаторів, тощо), що дозволить зменшити втрати енергії в приймально-передавальному тракті, збільшити швидкість управління променем антени в просторі, збільшити відношення сигнал-шум, підвищити захисні властивості прийомних тракту від електромагнітної поразки.
У статті приведені результати розрахунків характеристик перемикачів, виконаних на основі надпровідникових мікрополоскових ліній передачі. Показана можливість побудови швидкодіючих (час спрацьовування менше одиниць наносекунд) перемикачів на основі надпровідності плівок в діапазоні частот 1 – 10 ГГц з часовими (швидкодія спрацьовування, час відновлення) енергетичними параметрами (енергії переключення 10-10 Дж) та резонансними характеристиками (частота, смуга, добротність), які значно кращі відповідних параметрів аналогічних пристроїв на основі напівпровідників. - Біографії авторів
- Посилання
-
“Integralnye skhemy i mikroelektronnye ustroistva na sverkhprovodnikakh” [Integrated circuits and microelectronic devices based on superconductors] / ed. prof. V.N. Alfeeva, Radio and communication. M. 1995.
Khizha, G.S., Vendik, І.B. & Serebryakova, O.A. “SVCh-fazovrashhateli i pereklyuchateli” [Microwave phase shifters and switches], Radio and communication. M. 1984.
“SVCh-ustroistva na poluprovodnikovikh diodakh. Proektirovanie i raschet” [Microwave devices based on semiconductor diodes. Design and calculation] / ed. I.V. Malsky, B.V. Sestroretsky, Sov. Radio. M. 1969.
Fyk, O.I, Kucher, D.B., Kucher, L.V., Gonchar, R.O., Antonets, V.V., Fyk, M.I. & Besyedin, Y.O. (2018).Аnalyze technology of manufacture of a high-temperature microbole super-transmission device for electromagnetic protection of receivers. Eastern-european j. of enterprise technologies. No. 5 (95). Pр. 38-47. (J. indexing: Scopus) https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144125. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144125
Fyk, O.I, Kucher, D.B. & Gonchar, R.O. (2017). Experimental research of microstrip aerial as protective device of receiver from electromagnetic defeat. EUREKA: Physics and Engineering (Tallin, Estonia). No 5. Pр. 54 – 53. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2017.00436. DOI: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2017.00436
Santos, De Los, H. (2002). RF MEMS Circuit Design for Wireless Communications: Artech House. 250 p.
“Proektirovanie SVCh ustroistv s pomoshhiu EVM” [Design of microwave devices using a computer: manual] / ed. HELL. Grigoriev. L.: LETI. 1987.
Microwave devices and antennas: textbook / ed. A.A. Filonov. Krasnoіarsk: Siberian Federal Univ. 2014.492 p. [Electronic resource]. Access mode: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=364513.
Feldstein, A.L. (1971). “Sintez chetirekhpolyusnikov i vosmipolyusnikov na SVCh” [Synthesis of four-terminal and eight-terminal networks at microwave frequencies], Communication, M.
Webinar Decadal Plan for Semiconductors: New Trajectories for Analog Electronics. Date: June 10, 2021. Time: 11 am – 12:30 pm EDT. Available at: https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2021/05/Decadal-Plan-for-Semiconductors_New-Trajectories-for-Analog-Electronics_reduced-size.pdf.
Vendik, O.G. et al. (1988). In: Proc. 18th Europ. Microwave Conf. Microwave Exhib. and Publish. Ltd. P. 27.
- Cover Image
-
- Завантаження
- Опубліковано
- 24.09.2021
- Розділ
- ЗАСОБИ ІНЖЕНЕРНОГО ОЗБРОЄННЯ
- Ліцензія
-
Авторське право (c) 2021 Олександр Ілліч Фик,Дмитро Борисович Кучер,Лариса Валентинівна Кучер
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
