ГЛАВА 3. Переходы между различными типами направляющих структур ОИС СВЧ

В предыдущих главах были рассмотрены основные классы направляющих (волноведущих) структур и БЭ на их основе, применяемых в СВЧ модулях РЭА на ОИС. Главная отличительная особенность ОИС (по сравнению с планарными ИС СВЧ) состоит в их многослойности. Выше отмечалось, что именно многослойность, трехмерность конструкции ОИС позволяет наиболее естественным образом использовать весь объем модуля для оптимального размещения составляющих его БЭ, причем в русле идей принципа конструкционного соответствия БЭ могут быть выполнены на любых известных из техники СВЧ типах направляющих структур, а также новых, характерных только для ОИС типах линий. В этом плане при реализации ОИС СВЧ возникает одна из интересных задач техники СВЧ, сводящаяся к обеспечению связи между различными типами линий передачи не только в плоскости слоя (этажа) ОИС, но и в перпендикулярном («вертикальном», межслойном) направлении. Необходимость осуществления межэтажных переходов привела к новому, характерному, по-видимому, только для ОИС СВЧ классу переходов для связи однотипных линий, расположенных на разных этажах ОИС. ОИС отличаются от пленарных ИС сильно развитой системой межслойных переходов, которые не только не «уродуют» собственно схему, но позволяют, кроме того, осуществить с помощью переходов ряд дополнительных функций (фазовращатели, развязки по постоянному току, согласующие цепи, полосовые фильтры и др.).

К настоящему времени предложено и реализовано большое число переходов, которые можно классифицировать, например, по обеспечиваемой ими полосе рабочих частот; тогда переходы составят три следующие группы устройств:

— сверхширокополосные (полоса до нескольких октав — это, обычно, переходы с непосредственным гальваническим контактом),

— широкополосные (полоса частот до октавы; это чаще всего так называемые шлейфные переходы),

— узкополосные (полоса частот в единицы процентов — это обычно класс резонансных переходов, относящийся, как правило, к классу переходов щелевого типа).

Возможны, разумеется, и другие классификации переходов, например по классам соединяемых линий передачи и др. Поскольку переходы соединяют разные типы линий с разной поперечной структурой полей, то переход должен выполнять задачу преобразования волны, обеспечивающего максимально возможный коэффициент передачи в требуемой полосе рабочих частот.

В этой главе будут рассмотрены основные классы переходов, используемых в ОИС СВЧ. Здесь же приводятся результаты квазистатического приближения для матрицы рассеяния. Электродинамическая теория большей части переходных устройств еще ждет своего решения.