2. Принцип декомпозиции.

ИС и тем более ОИС СВЧ представляют собой весьма сложные объекты дифракции. Поэтому анализ

даже достаточно простого функционального узла (состоящего, к примеру, из 3—5 функциональных или базовых элементов) представляет подчас непреодолимую даже для самых современных ЦВМ задачу. Выход состоит в предварительном разбиении (декомпозиции) схемы на ряд составных элементов. Обычно это БЭ ОИС, каждый из которых несет определенную функциональную нагрузку (поворот линии, межэтажный переход, полосовой фильтр, смеситель, автогенератор и т. п.). В свою очередь сложные БЭ также могут быть расчленены на ряд более простых составных элементов и т. п. Мы не приводим эдесь специального примера на декомпозицию схемы по БЭ; в последующих разделах книги читатель без труда обнаружит большое множество таких примеров. Более детальный анализ принципов декомпозиции РЭА дан в [150]. Там, в частности, РЭА рассматривается как сложное структурное образование, насчитывающее пять структурных уровней.

В общую функциональную схему (и конструкцию) БЭ объединяются системой соединительных каналов, роль которых в ОИС выполняют линии связи самого разного типа (рис. В.1): полосковые, щелевые, волноводные, диэлектрические, а также всевозможные их комбинации; дальнейшее развитпе принципа ОИС конструирования РЭА, несомненно, приведет к появлению новых типов линий. С обшей точки зрения, любое радиотехническое устройство обработки информации может рассматриваться как некоторый преобразователь трансформатор. Учитывая, что и ОИC СВЧ наперед принимаются все меры для исключения паразитной связи между БЭ (например, за счет поля излучения), можно сказать, что ОИС есть волноводный трансформатор (см., к примеру, [142], с. 466 и далее). Волноводный трансформатор представляет собой некоторую структуру со многими входами и выходами. Для его описания в терминах матрицы рассеяния выделим в приходящих (уходящих) к трансформатору линиях передачи некоторые входные сечения Пусть поле в поперечном сечении разложено на полной системе ортонормированных функций

Если среда внутри волноводпого трансформатора линейна и источники поля отсутствуют, то векторы

связаны линейной однородной зависимостью:

сопротивлений и матрицей проводимостей. Они имеют вид

причем каждая клетка — бесконечная матрица.

Матрица проводимостей имеет совершенно аналогичную конструкцию.

Для перехода от матриц к матрице рассеяния представим поле в каждом сечении в виде суперпозиции прямых (помечены знаком обратных собственных волн (вместо общих разложений вида линии а:

Из (1) и (5) непосредственно следует, что

Амплитуды прямых волн связаны линейным однородным соотношением:

в котором обозначает матрицу рассеяния, позволяющую по заданным амплитудам падающих (приходящих) волн определить амплитуды всех отраженных (уходящих) волн

Построение матрицы рассеяния (равно как матриц ) для некоторого функционально-конструктивного узла ОИС либо всего устройства в целом по набору известных матриц рассеяния (сопротивлений, проводимости) БЭ производится по правилам линейной алгебры, широко используемой в теории радиотехнических цепей [1, 17, 143, 144]. Однако здесь есть ряд тонкостей, которые мы обсудим в следующем пункте.