§ 1.4. Несимметричная щелевая линия

1. Определение. Особенности.

Несимметричная щелевая линия (НЩЛ) образуется металлическими полуплоскостями, нанесенными в разных слоях плоскопараллельных диэлектрических подложек.

Рис. 1.18. Несимметричная щелевая линия: а), б) структура электромагнитного поля; в), г) распределение продольных токов; д) распределение полных токов

В зависимости от взаимного расположения полуплоскостей относительно друг друга возможны различные модификации НЩЛ: линия с перекрытием либо линия без перекрытия (рис. 1.18, а, б), а также с нулевым перекрытием, когда края полуплоскостей находятся друг против друга.

Необходимо отметить, что в НЩЛ отсутствует конструкторско-технологическая особенность, связанная с реализацией узких

проводников и щелей. Это позволяет выполнять НЩЛ с практически любой величиной волновых сопротивлений. Ограничения накладываются наличием излучения энергии (открытая НЩЛ) со стороны больших волновых сопротивлений (большое расстояние между полуплоскостями) а со стороны малых — возможностью возникновения волн волноводного типа и поверхностных волн, механизм возбуждения которых был описан выше (§ 1.2, п. 8). Кроме того, НЩЛ обладает большой широкополоспостью и простотой конструктивной реализации БЭ на ее основе в комбинации с НПЛ и СЩЛ, что во многом упрощает включение в нее (последовательно или параллельно) полупроводниковых приборов [80].

Большой интерес к исследованию НЩЛ диктуется и вопросами методологического плана. Дело в том, что большинство более сложных конструкций ЛП для ОИС СВЧ содержат НЩЛ как некоторый частный элемент (для примера на рис. 1.19 различные варианты НЩЛ выделены штриховыми прямоугольниками; см. также рис. В.1, г). Поэтому представляется логичным сначала детальное изучение НЩЛ и только затем более сложных ЛП. Однако до настоящего времени НЩЛ теоретически исследована лишь в так называемой реберной модели, используемой в квазипланарных устройствах миллиметрового диапазона [81, 82]. В ней существенное влияние на процессы передачи электромагнитной энергии оказывают стенки стандартного волновода, в -плоскость которого помещена диэлектрическая подложка с нанесенными на нее слоями металла. С точки зрения технологии производства ОИС и функциональных возможностей схемы монтаж диэлектрических и металлических слоев следует производить в корпусе с более широким диапазоном отношений его размеров. Ниже, учитывая фундаментальное значение НЩЛ для ОИС СВЧ и отсутствие ее электродинамической теории, мы несколько более подробно, чем это было сделано для других типов ПЛП, излояшм результаты теоретических и экспериментальных исследований НЩЛ.

Рис. 1.19. Обобщенная направляющая структура для ОИС СВЧ