ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время микроэлектронные устройства сверхвысоких частот (СВЧ) определяют в большой степени техническую и экономическую эффективность систем радиосвязи, радиолокации и радионавигации. Внедрение в технику СВЧ новых приборов и аппаратуры, основанных на применении микроэлектроники и имеющих малые габаритные размеры и массу, повышает надежность в условиях различных дестабилизирующих факторов.

Решениями XXVI съезда КПСС по экономическому и социальному развитию СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года предусматривается дальнейшее широкое использование искусственных спутников Земли для организации многопрограммного телевидения и радиовещания. Будут и далее широко внедряться в воздушный транспорт страны бортовые и наземные системы навигационного и радиотехнического оборудования. Успешное решение поставленных задач в значительной степени определяется использованием в промышленности и народном хозяйстве, в частности в радиотехнических системах, микроэлектронных устройств СВЧ.

Внедрение микроэлектроники в технику СВЧ совместно с разработкой технологии изготовления гибридных интегральных схем (ГИС) СВЧ повышает точность изготовления при очень малых размерах. В СВЧ диапазоне применяют элементы с распределенными постоянными, которые на более низких частотах используют лишь в качестве линий передач сигналов. Представление элементов с распределенными постоянными в виде соединения конечного числа элементов с сосредоточенными постоянными весьма приближенно. Поэтому в настоящее времятехника СВЧ устройств сформировалась в особую область радиоэлектроники со своими специфическими методами анализа, оптимизации и конструирования.

При анализе любого устройства важно выбрать его математическую модель, т. е. формы математического описания элементов, входящих в состав устройства. Математическое моделирование имеет особое значение при разработке микроэлектронных устройств, поскольку экспериментальная отработка отдельных элементов устройства затруднена, а подстройка и дополнительная регулировка часто невозможны. В орщем случае анализ системы, содержащей элементы с распределенными постоянными, сводится к решению электродинамических уравнений Максвелла. Однако на практике, ввиду сложности граничных условий, эти уравнения можно решить лишь для ограниченного круга элементов с распределенными постоянными. Для расчета используют методы теории цепей, позволяющие при выполнении определенных условий в качестве математической модели элемента с распределенными постоянными применять многополюсник. Характеристики линейных и параметрических многополюсников определяют из системы уравнений и, следовательно, соответствующих матриц, связывающих величины напряжений и токов или падающих и отраженных волн на выходах многополюсника.

В технике СВЧ непосредственными объектами измерения являются не проводимости и сопротивления, а комплексные коэффициенты отражения и передачи, которые использует как наиболее удобные внешние параметры СВЧ многополюсника. Поэтому методика анализа параметров и характеристик микроэлектронных устройств СВЧ основывается на применении волновых матриц рассеяния или передачи Хорошо разработанный математический аппарат волновых матриц позволяет эффективно использовать ЭВМ при анализе микроэлектронных устройств СВЧ.

Для расчета многоэлементных устройств СВЧ предложены алгоритмы, реализующие циклические или итерационные методы, т. е. по рекуррентным формулам можно вычислять искомые характеристики за определенное число шагов (циклов, итераций). При этом уменьшается объем памяти ЭВМ и можно использовать для расчетов малые ЭВМ и программируемые калькуляторы.

Авторы выражают глубокую благодарность д-ру физ.-мат. наук В. М. Седых, канд. техн. наук В. Т. Лису, инж. И. И. Сапрыкину за внимательный просмотр рукописи и ценные замечания и предложения по улучшению книги.

Отзывы и пожелания просим направлять по адресу: 252601, Киев, 1, Крещатик, 5, издательство «Техшка».