Розвиток теорії проектування багатошарових інтегральних схем техніки надвисоких частот

3. Розроблено новий математичний апарат для моделювання функцій Гріна електродинамічних потенціалів у плоскошарових структурах підкладок інтегральних схем. Вперше розроблено уніфіковану елементну базу і складено матриці розсіяння для побудови та аналізу декомпозиційних схем підкладок при електродинамічному моделюванні функцій Гріна в спектральній області. Запропоновано новий спосіб апроксимації і складено матриці розсіяння базових елементів, які адаптовані до розрахунків в просторовій області. Одержано нові явні формули для просторових залежностей функції Гріна одношарової структури підкладки. Розроблено оригінальний, ефективний метод складання в просторовій області явних формул для функцій Гріна багатошарових магнітодіелектричних структур за допомогою символьного аналізу їх декомпозиційних схем з представленням параметрів розсіяння схем експоненційними поліномами.

4. Розроблено оригінальну методику наближеного розв'язування інтегральних і дисперсійних рівнянь в процедурах квазідинамічного моделювання, яка відрізняється економічністю розрахунків при достатньо високій точності результатів обчислень. Вперше одержано явні формули для розрахунку дисперсії параметрів одиночної, двох зв'язаних і багатопровідної зв'язаної мікросмужкової лінії, які можуть бути застосовані у всьому частотному діапазоні. Запропоновано формули для обчислення дисперсійних залежностей вхідного імпедансу мікросмужкової лінії. Розроблено новий, ефективний метод дослідження дисторсії імпульсів у мікросмужкових міжелементних з'єднаннях.

5. Розроблено новий, ефективний математичний апарат для символьного аналізу схем і структур. Запропоновано рекурентні формули, за допомогою яких розроблено принципово новий циклічний алгоритм символьного аналізу, що забезпечує розкладання мінора матриці розсіяння схеми за мінорами матриць розсіяння її елементів. Складено прості формули для рекурентного і прямого розрахунку мінору матриці розсіяння каскадних з'єднань чотириполюсників і восьмиполюсників. Запропоновано теоретико-множинний метод символьного аналізу, що оперує з узагальненими числами, ізоморфними мінорам матриць розсіяння. Для формування параметрів розсіяння схем в компактній, чисельно-символьній формі на основі їх уявлення у вигляді відношення квазіполіномів комплексної частоти складено математичні співвідношення, що зв'язують параметри еквівалентних схем багатополюсників з мінорами їх матриць розсіяння.

6. Розроблено ефективний метод розрахунку функцій чутливості, який дозволяє за допомогою одноразового аналізу схеми обчислювати її матрицю розсіяння сумісно з матрицями перших і других частинних похідних.

7. На основі диференціальних та алгебраїчних рівнянь з аргументом, що запізнюється, запропоновано і реалізовано новий підхід до моделювання схем і структур у часовій та просторовій областях. Розроблено теоретичні основи алгебраїзації диференціальних рівнянь і визначено умови збіжності їх чисельного розв'язування. Запропоновано елементну базу моделювання у вигляді дискретних моделей реактивних елементів та ітераційних моделей нелінійних елементів, яка вперше розроблена з використанням дескрипторів у вигляді матриць розсіяння.

8. Розроблено алгоритмічні основи розв'язування інтегральних рівнянь, що забезпечують процедури обчислення функцій Гріна, алгебраїзації інтегральних рівнянь, складання матриць розсіяння елементів схем. Запропоновано швидкозбіжний ітераційний алгоритм розв'язування великих систем рівнянь в процедурі квазістатичного моделювання, який реалізовано на основі інтегрального рівняння електростатики, і введено оригінальну модель з розподіленими параметрами, що підвищує точність моделювання. Підвищено ефективність електродинамічного моделювання завдяки використанню явних формул для функцій Гріна і раціональному вибору базисних функцій, що спрощує процедуру алгебраїзації інтегральних рівнянь і складання матриць розсіяння.

9. Достовірність і високу ефективність розроблених методів і математичних моделей підтверджено порівнянням результатів проведених розрахунків з відомими експериментальними і теоретичними даними, а також з даними проведених експериментальних досліджень.

10. Розроблені методи і математичні моделі реалізовано в учбово-дослідницькій системі аналізу мікрохвильових інтегральних схем і антен, що є, завдяки простоті, зручності користування і доступності в освоєнні, ефективним інструментом для навчання методам автоматизованого проектування. Широкі функціональні можливості і висока продуктивність математичних засобів системи забезпечили її використання у професійній діяльності розробників НВЧ апаратури на ряді підприємств і організацій радіотехнічного і радіоелектронного профілю.

Теоретичні і практичні результати дисертаційної роботи були використані при проектуванні функціональних інтегральних модулів і субблоків НВЧ тракту радіолокаційних станцій та комплексів, що випускаються промисловістю.

Таким чином, можна зробити висновок, що в дисертаційній роботі здійснена розробка нових теоретичних положень, моделей, методів і алгоритмів, сукупність яких кваліфікується як нове значне досягнення у розвитку теорії і практики проектування інтегральних схем НВЧ.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Карпуков Л.М. Метод расчета полиномиальных коэффициентов S-параметров каскадного соединения четырехполюсников СВЧ // Электронное моделирование. - 1981. - Т.3.-№1. - С. 91 - 93.

Карпуков Л.М. Символьный анализ устройств СВЧ // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1982. - Т.25.-№6. - С. 85 - 87.

Карпуков Л.М. Символьный анализ устройств СВЧ методом подсхем // Электронное моделирование. - 1984. - Т.6.-№3. - С. 81 - 84.

Карпуков Л.М. Комплекс программ частотного анализа схем СВЧ // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1984. - Т.27.-№6. - С. 94 - 95.

Карпуков Л.М. Анализ переходных процессов в цепях СВЧ // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1989. - Т.32.-№9. - С. 78 - 79.

Karpukov L.M. Quasi-static modeling algorithm for strip structures in the layered anisotropic medium // Telecommunication and radio engineering.- 2001.- Vol. 55.- № 6 - 7.- P. 182 - 189.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н., Романенко А.С. Система автоматизированного моделирования микросхем СВЧ // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2000.-№2. - С. 11 - 15. Постановка задачі, проведення теоретичних досліджень, участь в створенні алгоритмів і програм, наукова оцінка одержаних результатів, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М. Построение и анализ декомпозиционных моделей микрополосковых структур // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1984. - Т.27.-№9. - С. 32 - 36.

Карпуков Л.М. Моделирование микрополосковых структур в задачах электростатики // Межвузовский сборник. Комплексная миниатюризация РЭА и ЭВА.- Казань, 1985.- С.33-36.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Алгоритм квазистатического анализа многослойных полосковых структур с учетом конечных размеров диэлектрических пластин // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 1999.-№2. - С. 8 - 12. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Karpukov L.M. Algorithm of modeling the Green's functions of multilayered dielectric structures // Telecommunication and radio engineering.- 2001.- Vol. 57.- № 5.- P. 25-31.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н., Касьян Н.Н. Квазистатическое моделирование микрополосковых линий на комбинированных подложках // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2004.-№1. - С. 9 - 14. Постановка задачі, проведення теоретичних досліджень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М. Анализ элементов и устройств СВЧ на многопроводных связанных микрополосковых линиях // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1982. - Т.25.-№3. - С. 60 - 63.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н., Романенко А.С. Система квазистатического моделирования полосковых структур многослойных интегральных схем СВЧ // Збiрник науковых праць. Комп'ютерне моделювання та iнформацiйнi технологiї в науцi, економiцi та освiтi.- Кривий Рiг: Видавничий вiддiл КДПУ, 2001.-Т. 1.- С.114-118. Постановка задачі, проведення теоретичних досліджень, участь в створенні алгоритмів і програм, наукова оцінка одержаних результатів, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М. Моделирование многослойных интегральных схем СВЧ // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1990. - Т.33.- №1. - С. 96.

Karpukov L.M., Romanenko C.N. Technique for simulating microwave volume integral cirquits // Telecommunication and radio engineering.-1997.-Vol. 51.- № 6 - 7. - P. 190-193. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М. Алгоритм расчета тензоров Грина для полосково-щелевых структур в слоистой среде // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 1999.-№1. - С. 11 - 15.

Карпуков Л.М. Модель для расчета тензора Грина микрополосковой структуры в пространственной области // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2001.-№2. - С. 28 - 33.

Карпуков Л.М., Пиза Д.М. Метод составления функций Грина для моделирования микрополосковых конструкций // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2002.-№2. - С. 20 - 25. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М. Декомпозиционный метод расчета функций Грина плоскослоистых сред // Электротехника и энергетика. - 2003.-№2. - С. 38 - 43.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Упрощенный расчет дисперсии в микрополосковой линии // Радиотехника. - 1991.-№5. - С. 97 - 98. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, формулювання висновків і рекомендацій.

Karpukov L.M., Pulov R.D., Romanenko C.N. Dispersion properties of coupled microstrip lines // Telecommunication and radio engineering.-1997.-Vol. 51.- № 4. - P. 32-37. Постановка задачі, проведення теоретичних досліджень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Пулов Р.Д., Романенко С.Н. Дисперсия основного типа волны в многопроводных связанных микрополосковых линиях // Всеукраинский межведомст. научно-техн. сборник. Радиотехника. - 1998.-Вып. 106. - С. 159 - 161. Постановка задачі, проведення теоретичних досліджень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н., Пулов Р.Д. Аналітичний розрахунок дисперсії у багатопровідних мікросмужкових лініях на основі квазідинамічного наближення // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Радіоелектроніка та телекомунікації. - Львів: Вид-во Націон. університету “Львівська політехніка”.- 2002.-№440. - С. 212- 219. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М, Пулов Р.Д., Романенко С.Н. Моделирование многослойных микрополосковых структур в квазидинамическом приближении // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2004.-№2. - С. 12 - 19. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Рыбин В.О. Квазидинамическая аппроксимация входного импеданса микрополосковой линии // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2003.-№2. - С. 20 - 25. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Моделирование дисторсии импульсов в одиночной и многопроводных связанных микрополосковых линиях // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2001.-№1. - С. 21 - 25. Постановка задачі, проведення теоретичних досліджень, наукова оцінка одержаних результатів, формулювання висновків і рекомендацій.

Романенко С.Н., Карпуков Л.М., Пулов Р.Д. Система моделирования фракталоподобных рассеивающих структур // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - 2003.-№1. - С. 21 - 24. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Кузьмина Л.В. Моделирование нелинейных цепей СВЧ.- Запорожье, 1989.- 13 с. Рус.- Деп. в УкрНИИНТИ 06.04.89, №1018 Ук-89. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Кузьмина Л.В., Романенко С.Н. Комплекс алгоритмов и программ системы анализа микросхем СВЧ. - Запорожье, 1989.- 32 с. Рус. - Деп. в УкрНИИНТИ 16.01.90, №31-Ук-90. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М., Кузьмина Л.В. Проектирование полосковых плат в автоматизированной системе анализа микрополосковых интегральных схем (САМИС). - Запорожье, 1984.- 6 с. Рус. - Деп. в УкрНИИНТИ 12.05.84, №1050 Ук-84. Постановка задачі, розробка теоретичних положень, участь в створенні алгоритмів і програм, формулювання висновків і рекомендацій.

Карпуков Л.М. Метод расчета тензоров Грина для многослойных конструкций интегральных схем СВЧ. - Запорожье, 1989.- 12 с. Рус. - Деп. в УкрНИИНТИ 06.04.89, №1015 Ук-89.

Карпуков Л.М., Дмитренко В.П., Романенко С.Н. Простой метод исследования СВЧ ИС в квазистатическом приближении // Тезисы докладов 1-й Всесоюзной науч. техн. конференции по интегральной электронике СВЧ.- Новгород, 1982.- С.97-98.

Карпуков Л.М. Подсистема временного анализа ГИС СВЧ. - В кн.: Материалы Всесоюзного совещания-семинара “Автоматизация проектирования устройств и систем СВЧ”.- Красноярск, 1984.- С. 101-104.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н.. Квазистатическое моделирование элементов полоскового тракта // Тезисы докладов 2-й Республиканской науч. техн. конференции “Расчет и проектирование полосковых антенн”.- Свердловск, 1985.- С.119-121.

Карпуков Л.М Моделирование базовых элементов ОИС СВЧ // Тезисы докладов Всесоюзной науч. техн. конференции “Проблемы математического моделирования и реализации систем СВЧ на объемных интегральных схемах (ОИС) ”.- М., 1987.- С.46.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н. К алгоритмизации расчетов в задачах анализа волноведущих структур интегральных схем СВЧ // Тезисы докладов Всесоюзной науч. техн. конференции “Интегральная электроника СВЧ”.- Красноярск, 1988.- С.150.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Простые эффективные модели микрополосковой и щелевой линий передач // Тезисы докладов Всесоюзного семинара “Математическое моделирование физических процессов в антенно-фидерных трактах.” - Саратов, 1990.- С.41.

Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Диалоговая графическая система моделирования транзисторных усилителей на ЭЩЛ миллиметрового диапазона волн // Тезисы докладов Межреспубликанской науч. техн. конференции ФАР-92 - Казань, 1992.- С.68-69.

Карпуков Л.М. Декомпозиционный метод моделирования многослойных подложек интегральных схем // Тезисы докладов Международной науч. техн. конференции “Машинное моделирование и обеспечение надежности электронных устройств”.- Бердянск, 1993.- С.48.

Карпуков Л.М. Моделирование неоднородностей микрополосковых схем СВЧ // Тезисы докладов Международной науч. техн. конференции “Машинное моделирование и обеспечение надежности электронных устройств”.- Бердянск, 1993.- С.49.

Пиза Д.М., Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Компьютерное моделирование объемных интегральных схем СВЧ // Материалы 1-й Всероссийской научной internet-конференции “Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках”.- Тамбов, 2001.- С.89-92.

Karpukov L.M., Romanenko C.N. Mm-wave amplifier on the basis of finline-modeling and experimental research // Proceedings of fourth international Kharkov symposium “Physics and engineering of millimeter and sub-millemeter waves”.- Kharkov.-2001.- Vol. 2.- P. 726 - 728.

Карпуков Л.М., Касьян Н.Н. Метод вероятностно-статистических расчетов для прогнозирования качества при проектировании интегральных схем СВЧ // Материалы международной конференции и Российской научной школы ”Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий”.- Москва - Сочи, 2001.- Часть 1.- С. 124 - 126.

Karpukov L.M., Romanenko C.N. Decomposition modeling algoritm of Green tensors for layered media and analysis of waveguede structures // Proceedings of fourth international Kharkov symposium “Physics and engineering of millimeter and sub-millemeter waves”.- Kharkov.-2001. Vol. 1.- P. 178 - 180.

Karpukov L.M. Method of calculation of Green's function in spatial domain for microstrip structure // Proceedings of the international conference “Modern problems of radio engineering, telecommunications and computer science”.-Lviv - Slavsk.-2002. - P. 78 - 79.

Karpukov L.M., Romanenko S.N., Pulov R.D. Closed-form Green's function and its using for analysis of microstrip antennas // Proceedings of international conference on mathematical methods in electromagnetic theory.- Kiev.-2002. Vol. 2.- P. 260 - 262.

Karpukov L.M., Romanenko S.N. Closed form dispersion expressions for multiconductor coupled microstrip lines and analysis of pulse distortion // Proceedings of the XIV international conference on microwaves radar and wireless communications.-Gdansk, 2002. - P. 148 - 151.

Romanenko C.N., Karpukov L.M., Pulov R.D. Wire antenna computer modelling system // Proceedings of the international conference “Modern problems of radio engineering, telecommunications and computer science”.-Lviv - Slavsk.-2002.- P. 155 - 157.

Karpukov L.M, Romanenko C.N., Rybin V.O, Closed form expressions for microstrip line input impedance in quasi-dynamic approach// Proceedings of the international conference “Modern problems of radio engineering, telecommunications and computer science”.-Lviv - Slavsk.-2004.- P. 102 - 104.

АНОТАЦІЯ

Карпуков Л.М. Розвиток теорії проектування багатошарових інтегральних схем НВЧ. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.07 - антени та пристрої мікрохвильової техніки. - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2005.

Реалізовано блочно-ієрархічний принцип моделювання структур і аналізу функцій багатошарових підкладок і багатопровідних хвилеведучих інтегральних конструкцій та забезпечено комплексне розв'язування крайових і схемотехнічних задач при проектуванні багатошарових інтегральних схем надвисоких частот (НВЧ). Запропоновано уніфіковану елементну базу для побудови декомпозиційних схем моделюємих структур і складено матриці розсіяння базових елементів різного рівня адекватності. За принципами діакоптики з використанням ефективних циклічних алгоритмів, що оперують за рекурентними формулами з матрицями розсіяння, розроблено комплекс методів аналізу схем і розрахунку функцій Гріна підкладок у процедурах квазістатичного, квазідинамічного і електродинамічного моделювання. Запропоновано методи і алгоритми строгого чисельного і спрощеного аналітичного розв'язування інтегральних і дисперсійних рівнянь. Отримано формули для розрахунку дисперсії, дисторсії і вхідного імпедансу мікросмужкових ліній. Приведено результати моделювання і експериментального дослідження елементів, вузлів і інтегральних пристроїв, що підтвердили ефективність і достовірність розроблених методів, моделей і алгоритмів.

Ключові слова: інтегральна схема, підкладка, декомпозиція, надвисокі частоти, моделювання, матриця розсіяння, інтегральне рівняння, функція Гріна.

АННОТАЦИЯ

Карпуков Л.М. Развитие теории проектирования многослойных интегральных схем СВЧ. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.12.07 - антенны и устройства микроволновой техники. - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2005.

Реализован блочно-иерархический принцип моделирования структур и анализа функций многослойных подложек и многопроводных волноведущих интегральных конструкций и обеспечено комплексное решение краевых и схемотехнических задач при проектировании многослойных интегральных схем сверхвысоких частот (СВЧ).

На принципах диакоптики с использованием эффективных циклических алгоритмов, оперирующих по рекуррентным формулам с матрицами рассеяния, разработаны математические основы для базовых процедур анализа схем и структур. Для символьного анализа предложены рекуррентные формулы и циклический алгоритм, обеспечивающий разложение миноров матрицы рассеяния схемы по минорам матриц рассеяния её элементов. Составлены простые формулы для рекуррентного и прямого расчета миноров матрицы рассеяния каскадных соединений четырёхполюсников и восьмиполюсников. Разработан теоретико-множественный метод символьного анализа, оперирующий с обобщенными числами, изоморфными минорам матриц рассеяния. Предложен метод расчёта функций чувствительности, позволяющий вычислять матрицу рассеяния схемы совместно с матрицами первых и вторых частных производных. На основе описания схем дифференциальными и алгебраическими уравнениями с запаздывающим аргументом разработана методика анализа во временной и пространственной областях. Составлены с использованием матриц рассеяния дискретные и итерационные модели реактивных и нелинейных элементов. Установлены условия сходимости численного решения уравнений. Определены требования на собственные числа матриц, шаг расчета и волновые сопротивления соединительных линий.

Предложены оригинальные математические соотношения для расчета матриц рассеяния многопроводных связанных полосковых линий и распределений поверхностных токов на их проводниках. Разработана унифицированная элементная база и составлены матрицы рассеяния базовых элементов для построения декомпозиционных схем многослойных многопроводных интегральных конструкций из комбинаций отрезков многопроводных связанных линий, различающихся электрофизическими параметрами, числом проводников и их расположением в слоях подложки.

На основе принципа декомпозиции и разработанных методов анализа схем осуществлена алгоритмизация решения краевых задач по нахождению функций Грина многослойных подложек при решении интегральных уравнений. Определена многоуровневая, унифицированная элементная база и составлены матрицы рассеяния базовых элементов для построения декомпозиционных схем многослойных структур подложек. Разработаны математические основы процедур анализа подложек в спектральной и пространственной областях. Для процедуры квазистатического моделирования получены оригинальные рекуррентные соотношения для составления в пространственной области функций Грина по их спектральным представлениям или непосредственно по декомпозиционной схеме исследуемой структуры. Предложен новый способ аппроксимации спектральных представлений функций Грина для процедуры электродинамического моделирования. На его основе синтезированы эквивалентные схемы и получены простые аналитические соотношения для функций Грина однослойной структуры из слоя диэлектрика и экрана. Осуществлена аппроксимация математических моделей элементной базы декомпозиционных схем подложек и обеспечено составление явных формул для функций Грина многослойных структур по результатам анализа их схем в спектральной области.

Усовершенствованы алгоритмические основы численного решения интегральных уравнений в процедурах квазистатического и электродинамического моделирования. Повышена эффективность процесса алгебраизации уравнений. Предложен быстросходящийся итерационный алгоритм для решения больших систем уравнений в процедуре квазистатического моделирования. Введены оригинальные базисные функции, упростившие составление матриц рассеяния по результатам решения интегральных уравнений.

Разработана упрощенная методика решения дисперсионных и интегральных уравнений в квазидинамическом приближении. На её основе получены простые аналитические формулы для расчета дисперсии в одиночной, двух связанных и многопроводной связанной микрополосковой линии, применимые во всём диапазоне частот. Составлены формулы для расчёта частотной зависимости входного импеданса микрополосковой линии. Предложен метод анализа дисторсии импульсов в микрополосковых линиях. Разработана эффективная процедура квазидинамического моделирования многослойных волноведущих структур.

Приведены результаты моделирования и экспериментального исследования элементов, узлов и интегральных устройств, подтвердившие эффективность и достоверность разработанных методов, моделей и алгоритмов. Дано описание системы анализа микроволновых интегральных схем и устройств, в которой реализовано разработанное математическое обеспечение. Представлены конструкции и характеристики разработанных интегральных СВЧ устройств, внедренных в радиолокационные станции и комплексы, выпускаемые промышленностью.

Ключевые слова: интегральная схема, подложка, декомпозиция, сверхвысокие частоты, моделирование, матрица рассеяния, интегральное уравнение, функция Грина.

ANNOTATION

Karpukov L.M. Development of designing theory for multilayered microwave integrated circuits. - Manuscript.

Thesis for the Doctor of Technical Sciences degree by speciality 05.12.07 - аntennas and microwave components. - The National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2005.

The block-hierarchical principle of modeling of structures and analysis of functions of multilayered substrates and multiconductor waveguide integrated constructions is realized and the complex decision of the boundary and schemotechnical problems at designing of multilayered microwave integrated circuits is presented. The unified element base for construction of decomposition schemes of simulated structures is proposed and the scattering matrixes of base elements of a various level of adequacy are developed. On the diacoptic principles with use of effective cyclic algorithms operating on recurrent formulas with scattering matrixes the set of methods of the circuits analysis and calculation of Green's functions of substrates in procedures of quasi-static, quasi-dynamic and electrodynamic modeling is developed. The methods and algorithms of the strict numerical and simplified analytical solving of integral and dispersion equations are proposed. The formulas for calculation of dispersion, distortion and input impedance of microstrip lines are received. The results of modeling and experimental research of elements, components and integrated devices which have confirmed efficiency and reliability of developed methods, models and algorithms are given.

Key words: the integrated circuit, substrate, decomposition, modelling, scattering matrix, integral equation, Green's function.

Размещено на Allbest.ru