CC BY
43
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
УДК 621.372.54
ВХІДНІ ІМПЕДАНСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МІКРОСМУЖКОВИХ СТРУКТУР1
Назарько А. І., к.т.н., доцент; Водолазька М. В., аспірантка;
Біденко П. С., аспірант; Нелін Є. А., д.т.н., професор
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ, Україна, ye.nelin@gmail.com
INPUT IMPEDANCE CHARACTERISTICS OF MICROSTRIP STRUCTURES
Nazarko A. I., PhD, Associate Professor; Vodolazka M. V., Postgraduate student;
Bidenko P. S., Postgraduate student; Nelin E. A., Doctor of Engineering, Professor
National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine,
ye.nelin@gmail.com
Вступ
Мікросмужкові пристрої широко застосовують в радіоелектронних системах різного призначення. Один з напрямків розвитку мікросмужкових структур — використання електромагнітних кристалів (ЕК), а також окремих ЕК-неоднорідностей. Традиційні ЕК-неоднорідності виконують двовимірними у вигляді отвору або щілини різної форми в металізованій поверхні або в сигнальному провіднику [1-3]. За характером еквівалентного хвильового імпедансу такі неоднорідності високоімпедансні зі значенням імпедансу Z < 210 Ом [4]. Це вдвічі вище верхньої межі діапазону імпедансів традиційних мікросмужкових структур, який обумовлений допустимою шириною сигнального провідника і становить приблизно 20...100 Ом [5].
В [6-8] запропоновано тривимірні ЕК-неоднорідності, що поєднують неоднорідності в металізованій поверхні, у діелектрику та на сигнальній поверхні. За характером імпедансу тривимірні ЕК-неоднорідності як висо-коімпедансні, так і низькоімпедансні. Високоімпедансна неоднорідність являє собою наскрізний отвір з нависним провідником, а низькоімпеданс-на — ненаскрізний металізований отвір. Діапазон імпедансів становить 4.400 Ом, що свідчить про значне зростання взаємодії з хвилею.
Зазначимо, що аналогічно тому, як хвильовий імпеданс середовища характеризує реакцію середовища на хвильове збурювання, вхідний імпеданс структури характеризує реакцію структури на хвильове збурювання. Вхідні імпедансні залежності мають фундаментальні та характерні для структури особливості. Внаслідок принципу причинності активна і реактивна складові вхідного імпедансу зв'язані перетворенням Гільберта. Характерні особливості обумовлені, перш за все, власними (резонансними) значення-
1 Електронний варіант статті: http://radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1056
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» 72 Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
ми частоти (або енергії для квантово-механічних хвиль).
Хвильові структури звичайно характеризують частотними залежностями S-параметрів, а не вхідного імпедансу. Так, у програмному пакеті тривимірного електромагнітного моделювання CST Microwave Studio (MWS) розраховуються лише S-параметри. В [1] приведено значну кількість характеристик S-параметрів, а вхідні імпедансні характеристики жодного разу не розглядаються.
Звернемо увагу, що S-параметри залежать від імпедансу середовища на вході структури. Вхідні импедансні характеристики не залежать від середовища на вході, що помітно розширює можливості аналізу і синтезу структури. Вхідні імпедансні характеристики дозволяють визначити умови узгодження, необхідні для мінімізації значення коефіцієнта стоячої хвилі (КСХ), проаналізувати вплив втрат та реактивностей, обумовлених неоднородностями сигнального провідника. В [9] в результаті аналізу особливостей вхідних імпедансних характеристик встановлено додаткові умови резонансного проходження хвиль для двобар’єрних структур.
Метою статті є дослідження вхідних імпедансних характеристик ЕК- та традиційних мікросмужкових неоднорідностей, а також фільтра на основі ЕК-неоднорідностей. Для спрощення перетворень будемо використовувати імпеданси, нормовані до номінального значення (50 Ом).
Характеристики коефіцієнта проходження Традиційні мікросмужкові неоднорідності — широкий або вузький відрізки смужкового провідника відповідно з низьким або високим хвильовим імпедансом. Такі неоднорідності при довжині відрізка l <X/8 (X — довжина хвилі) застосовують як квазізосереджені ємність і індуктивність.
Низькоімпедансна ЕК-неоднорідність — ненаскрізний металізований круглий отвір з боку сигнальної поверхні [8] (див. вставку на рис. 1).
На рис. 1 приведено характеристики коефіцієнта проходження низько-
імпедасних ЕК- та традиційної неоднорідностей, розраховані в програмно-му пакеті MWS; F = / / /м, де /м -частота мінімума коефіцієнта проход-ження Тм. Параметри ЕК-неоднорідності: діаметр D = 5 мм, глибина неод- норідності 0,64 мм. Рис. 1. Характеристики коефіцієнта проходження Традиційна неоднорідність ЕК- (1) та традиційної (2) неоднорідностей. — відрізок смужкового провідника, l = w = D, де w — ширина відрізка. Матеріал основи — Rogers
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
73
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
RO3010, товщина h = 1,28 мм, відносна діелектрична проникність s = 10,2, тангенс кута діелектричних втрат 0,0023 на частоті 10 ГГц, товщина металізації 0,035 мм.
Значення Тм і /м для залежностей 1 і 2 дорівнюють відповідно -7,43 і -3,46 дБ, 5,23 і 5,19 ГГц.
З залежностями 1 і 2 практично співпадають залежності згідно моделі відрізка лінії передачі (ЛП). Параметри відрізка: l = D; значення еквівалентних імпедансу Z і відносної діелектричної проникності єе визначаються значеннями відповідно Тм і /м. Значення Z ЕК- та традиційної неоднородностей дорівнюють відповідно 0,223 і 0,386. Значення Тм і Z визначають ефективність неоднорідності. Ефективність ЕК-неоднорідності суттєво вища традиційної.
Вхідні імпедансні характеристики низькоімпедансних
неоднородностей
Вхідний імпеданс знайдемо зі значень параметра S11, отриманих в пакеті MWS. Коефіцієнт відбиття (параметр S11) і вхідний імпеданс Z^ зв’язані формулою
R = 1
Zв +1
(1)
В результаті перетворень з (1) отримаємо
1 - |R|2 + 2iIm R 1 + |R|2 - 2Re R ’
(2)
де Re R і Im R — дійсна і уявна частини R.
На рис. 2 приведено залежності активної ReZB і реактивної ImZB скла-1,0
0,5
Re Zb, ImZB
0
-0,5
F
F
Рис. 2. Залежності вхідного імпедансу ЕК- (а) та традиційної (б) неоднорідностей:
1 — активна; 2 — реактивна складові.
дових вхідного імпедансу згідно (2) для ЕК- та традиційної неодноріднос-тей, характеристики проходження яких приведено на рис. 1. Фундамента-
74
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
льні властивості вхідного імпедансу обумовлюють відповідність областей зменшення і збільшення активної складової ємнісній і індуктивній областям реактивної складової. На відміну від традиційної неоднорідності реактивна складова вхідного імпедансу ЕК-неоднорідності зміщена уверх. Як показано нижче це обумовлене її круглою формою.
В рамках моделі ЛП частота /м відповідає умові l = У 4. У цьому випадку відрізок ЛП є чвертьхвильовим трансформатором з вхідним імпедансом ZE = Z2. Виходячи з формули Z = ^JRe Zвм , де Re Z^ — значення активної складової на частоті /м, з залежностей Re Zв значення Z ЕК- та традиційної неоднорідностей дорівнюють відповідно 0,226 і 0,387, що добре узгоджується зі значеннями, наведеними вище.
Залежності активної складової вхідного імпедансу на рис. 2 ілюструють значну низькоімпедансну трансформацію номінального імпедансу. Визначимо відносну ширину смуги трансформації AF з умови Re ZB < l,lRe ^. ЕК- та традиційній неоднорідності відповідають значення AF 38% і 40%. Зауважимо, що AF « 40% для всіх значень Z. Згідно моделі ЛП значенням Z 0,5...0,1 відповідають значення AF 45%...39%.
Характеристики вхідного імпедансу дозволяють визначити умови узгодження з середовищем на вході структури. Оскільки звичайно хвильовий імпеданс цього середовища Zc активний, умови узгодження мають вигляд:
Im ZB = 0, Re ZB = ^. (3)
З характеристик на рис. 2 для ЕК- та традиційної неоднорідностей умовам (3) відповідають такі значення F та ReZв: 0,823 і 1,024; 0,055 і 0,150.
На рис. 3 приведено характеристики традиційної неоднорідності квад ратної та круглої (діаметром D) форми згідно моделі ЛП. Матеріал основи — Rogers RO3010. Круглу форму апроксимовано кусочно-лінійною залежністю. Значення єе і Z розраховано за формулами [1]
8е = е+ + s_ ((1 +12 х_1)_0’5 + 0,04(1 - x)2), Z = p ln(8x_1 + 0,25x), x < 1, (4)
єе = s+ + s_ (1 +12 x-1)-0’5, Z = 2np(x +1,393 + 0,667ln( x +1,444))-1, x > 1,
де x = w / h; s± = (s +1)/2; p = 60/^8^.
З порівняння залежностей 2 видно, що реактивна складова вхідного імпедансу круглої неоднорідності зміщена уверх, а частота, на якій виконуються умови (3), — вниз.
Значення /м і Z = ^Re Zвм для квадратної та круглої неоднорідностей
дорівнюють відповідно 5,34 і 6,26 ГГц, 0,419 і 0,449. Для квадратної неоднорідності значення /м і Z відрізняються від значень згідно моделі MWS лише на 3% і 8%. На відміну від моделі MWS в моделі ЛП не враховують-
Вісник Національного технічного університету України «КПІ»
Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61 75
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
ся товщина сигнального провідника, дисперсія значень ве і Z та втрати. У порівнянні з традиційною круглою неоднорідністю ефективність ЕК-неоднорідності (що має таку-ж площу) суттєво вища: значення Z менше у 2 рази, а значення єе більше у 1,43 рази.
F
Рис. 3. Залежності активної (1) та реактивної (2) складових вхідного імпедансу традиційної неоднорідності квадратної (суцільна лінія) та круглої (штрихова лінія) форми.
Вхідні імпедансні характеристики високоімпедансних неоднорідностей
Високоімпедансна ЕК-неод-норідність — наскрізний круглий отвір з нависним дротовим провідником [6] (див. вставку на рис. 4, а).
На рис. 4 приведено вхідні імпедансні характеристики висо-коімпедансних ЕК- та традиційної неоднорідностей. Параметри ЕК-неоднорідності: D = 8 мм,
діаметр дротового провідника d =0,1 мм. Традиційна неоднорідність — відрізок сигнального провідника з параметрами: l = D,
w = d. Матеріал основи — Rogers RO3010. Залежності розраховано згідно (2) зі значень параметра Sn, отриманих в пакеті MWS.
Як і для низькоімпедасних неоднорідностей внаслідок фундаментальних властивостей вхідного імпедансу областям збільшення і зменшення активної складової відповідають індуктивна і ємнісна області реактивної складової.
Залежності активної складової вхідного імпедансу ілюструють високо-імпедансну трансформацію номінального імпедансу. Значення /м і
Z = ylRe Zвм для ЕК- та традиційної неоднорідностей дорівнюють відпові-
дно 7,97 і 3,84 ГГц, 5,67 і 2,00. Згідно (4) для традиційної неоднорідності значення /м і Z дорівнюють 3,79 ГГц і 2,24, що відповідно на 1% і 12% відрізняється від значень згідно MWS.
76
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
Рис. 4. Залежності вхідного імпедансу ЕК- (а) та традиційної (б) неоднорідностей:
1 — активна; 2 — реактивна складові.
У порівнянні з низькоімпедансною трансформацією при високоімпеда-нсній смуга трансформації AF, що визначається умовою Re ZB > 0,9Re , значно вужча. ЕК- та традиційній неоднорідності відповідають значення
AF 7% і 25%.
F, ГГц
Рис. 5. Характеристики коефіцієнта відбиття ЕК- (1) та традиційної (2) неоднорідностей.
У порівнянні з традиційною неоднорідністю значення /м і Z ЕК-неоднорідності більші відповідно у 2,1 і 2,8 рази. Суттєве збільшення значення /м при високому імпедансі забезпечує реалізацію на основі ЕК-неоднорідності широкосмугового відбивача.
На рис. 5 приведено характеристики коефіцієнта відбиття розглянутих неоднорідностей. Для ЕК-неоднорідності Щ > 0,75 в
діапазоні від 2,15 ГГц до 13,55 ГГц.
Вхідні імпедансні характеристики вузькосмугового фільтра
На рис. 6 показано структуру вузькосмугового фільтра, що відповідає схемі резонатора Фабрі-Перо, на основі високоімпедансних ЕК-не-однорідностей як відбивачів. Сигнальний провідник виконано з’єд-нанням відрізків смужкового і дротового провідників. Фільтр утворено п'ятьма хвильовими областями: дві ЕК-неоднорідності, два відрізки вузького й відрізок широкого сигнального провідника. Ці області формують трирівневу імпедансну залежність.
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
77
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
Конструктивні параметри фільтра: ширина і довжина 13 і 52,5 мм, ширина зовнішніх і внутрішнього відрізків смужкового провідника 1,1 і 8 мм, D = 8 мм, d =0,1 мм, довжини вузького й широкого відрізків сигнального провідника 5,8 і 14,9 мм; матеріал основи — Rogers RO3010. Значення Z і єе зовнішніх відрізків смужкового провідника згідно (4) дорівнють 50 Ом і 6,7. Без врахування зовнішніх відрізків смужкового провідника довжина фільтра дорівнює 42,5 мм, що становить 1,2X на розрахунковій середній частоті f = 3,17 ГГц при єе = 6,7.
На рис. 7 приведено амплітудно-частотні характеристики фільтра. Розрахунок виконано в пакеті MWS. Експериментальне значення f = 3,14 ГГц; експериментальні й розрахункові значення ширини смуги пропускання за рівнем -3 дБ і внесених втрат відповідно дорівнюють 87 і 102 МГц, 2,6 і 1,0 дБ. Розрахункові втрати в діелектрику в два рази перевищують втрати в металі й дорівнюють 0,65 дБ.
На рис. 8 представлено вхідні імпедансні характеристики фільтра без зовнішніх відрізків смужкового провідника. Залежності ілюструють значну
високоімпедансних ЕК-неоднорідностей: 1 — ЕК-неоднорідність, 2 — низькоімпедансний відрізок смужкового провідника, 3 — дротовий провідник.
характеристики фільтра: експериментальна (1); розрахункова (2).
Рис. 8. Залежності вхідного імпедансу фільтра: 1 — активна; 2 — реактивна складові.
трансформацію вхідного імпедансу: активна складова змінюється від 45,4 до 0,09 (в межах рис. 8), а реактивна — від 28,8 до -16,2 і двічі змінює ха-
78
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
рактер. ЕК-неоднорідності утворюють двобар’єрну структуру з високоім-педансними бар’єрами. Згідно [9], реактивна складова вхідного імпедансу такої структури зміщена уверх, що відповідає рис. 8.
Точками I і II позначено частоти, що відповідають умовам узгодження (3). В точці I FI = 1, Re = 1,36, а в точці II FII = 0,938, Re Zm = 44,5.
Деяке розугодження значення Re ZBl з номінальним значенням Zc = 1 обумовлене впливом втрат. Внаслідок розугодження в точці I модуль коефіцієнта відбиття від фільтра дорівнює 0,156 (-16,1 дБ), що відповідає значенню КСХ = 1,37.
Резонатор на основі відбивачів з однаковими амплітудними значеннями коефіцієнта відбиття симетричний. Внаслідок внутрішніх втрат зв'язок такого резонатора з падаючою хвилею неоптимальний і на резонансній частоті R ф 0. При необхідності мінімізації КСХ співвідношення між коефіцієнтами проходження лівого і правого відбивачів має відповідати умові оптимального зв'язку [10]. У цьому випадку структура фільтра несиметрична, оскільки коефіцієнт проходження лівого відбивача більше порівняно з правим.
Висновки
Вхідні імпедансні характеристики структури дозволяють проаналізувати її хвильові властивості, перш за все, резонансні. ЕК-неоднорідності у порівнянні з традиційними мікросмужковими забезпечують суттєво більш значну трансформацію активної складової вхідного імпедансу. Вхідні ім-педансні характеристики фільтра дозволяють визначити умови узгодження, необхідні для мінімізації значення КСХ.
Перелік посилань
1. Hong J.-S. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications / J.-S. Hong. - N. Y.: Wiley, 2011. - 656 p.
2. Bhuiyan M. S. Defected ground structures for microwave applications. Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering / M. S. Bhuiyan, N. C. Karmakar. - N. Y.: Wiley, 2014. - P. 1-31.
3. Xiao J.-K. Defected microstrip structure. Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering / J.-K. Xiao. - N. Y.: Wiley, 2013. - P. 1-8.
4. Chang C.-P. A 6 : 1 unequal wilkinson power divider with EBG CPW / C.-P. Chang, C-C. Su., S.-H. Hung, Y.-H. Wang // PIER Letters. - 2009. - Vol. 8. - P. 151-159.
5. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматическое проектирование: Пер. с англ. /
B. Фуско. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.
6. Назарько А. И. Высокоизбирательный электромагнитный кристалл / А. И. Наза-рько, Е. А. Нелин, В. И. Попсуй, Ю. Ф. Тимофеева // ЖТФ. - 2010. - Т. 80, № 4. -
C. 138-139.
7. Назарько А. И. Электромагнитные кристаллы на основе низкоомных неоднородностей / А. И. Назарько, Е. А. Нелин, В. И. Попсуй, Ю. Ф. Тимофеева // ЖТФ. - 2011. -Т. 81, № 5. - С. 142-143.
8. Нелин Е. А. Высокоэффективные электромагнитнокристаллические неоднород-
Вісник Національного технічного університету України «КПІ»
Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61 79
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
ности / Е. А. Нелин, А. И. Назарько // ЖТФ. - 2013. - Т. 83, № 4. - С. 146-148.
9. Водолазька М. В. Вхідні імпедансні характеристики двобар’єрних структур / М. В. Водолазька, О. В. Миколайчик, Є. А. Нелін // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування, 2014. - № 58. - С. 112-120.
10. Городецкий М. Л. Основы теории оптических микрорезонаторов / М. Л. Городецкий - М.: МГУ, 2010. - 203 с.
References
1. Hong J.-S. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. N. Y.Wiley, 2011. 656 p.
2. Bhuiyan M. S., Karmakar N. C. Defected ground structures for microwave applications. Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering. N. Y., Wiley, 2014, pp. 1-31.
3. Xiao J.-K. Defected microstrip structure. Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering. N. Y., Wiley, 2013, pp. 1-8.
4. Chang C.-P. Su C-C., Hung S.-H., Wang Y.-H. A 6 : 1 unequal wilkinson power divider with EBG. PIER Letters, 2009, vol. 8, pp. 151-159.
5. V. F. Fusco. Microwave Circuits: Analysis and Computer-Aided Design. Prentice Hall, 1987, 352 p. (Russ. ed.: V. Fusko. SVCh cepi. Analiz i avtomaticheskoe proektirovanie. Moscow, Radio i svjaz', 1990. 288 p.).
6. Nazarko A. I., Nelin E. A., Popsui V. I., Timofeeva Yu. F. High-selectivity electromagnetic crystal, Technical Physics, 2010, vol. 55, no. 4, pp. 569-570.
7. Nazarko A. I., Nelin E. A., Popsui V. I., Timofeeva Yu. F. Electromagnetic crystals based on low-impedance inhomogeneities, Technical Physics, 2011, vol. 56, no. 5, pp. 728-730.
8. Nelin E. A., Nazarko A. I. Effective electromagnetocrystalline inhomogeneities, Tech-nicalPhysics, 2013, vol. 58, no. 4, pp. 612-614.
9. Vodolazka M. V., Mykolajchyk O. V., Nelin E. A. Vkhidni impedansni kharakter-ystyky dvobar'jernykh struktur [Input impedance characteristics of double barrier structures]. Visnyk NTUU «KPI». Serija Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannja, 2014, no 58,
pp. 112-120.
10. Horodetskyy M. L. Osnovy teoryy optycheskykh mykrorezonatorov [Fundamentals of the theory of optical microcavities]. Moscow, MHU, 2010. 203 p.
Назарько А. І., Водолазька М. В., Біденко П. С., Нелін Є. А. Вхідні імпедансні характеристики мікросмужкових структур. В статті дослідженно вхідні імпедансні характеристики електромагнітнокристалічних (ЕК) та традиційних мікросмужкових неоднорідностей, а також фільтра на основі ЕК-неоднорідностей. Приведено характеристики коефіцієнта проходження низькоімпедасних ЕК- та традиційної неоднорідностей. Показано, що ЕК-неоднорідності у порівнянні з традиційними мікросмуж-ковими забезпечують суттєво більш значну трансформацію активної складової вхідного імпедансу. Аналіз вхідних імпедансних характеристик фільтра дозволяє визначити умови узгодження, необхідні для мінімізації коефіцієнта стоячої хвилі.
Ключові слова: вхідний імпеданс, електромагнітнокристалічна неоднорідність, вузькосмуговий фільтр.
Назарько А. И., Водолазская М. В., Биденко П. С., Нелин Е. А. Входные импеданс-ные характеристики микрополосковых структур. В статье исследованы входные импедансные характеристики электромагнитнокристаллических (ЭК) и традиционных микрополосковых неоднородностей, а также фильтра на основе
80
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
Електродинаміка. ПристроїНВЧ діапазону. Антенна техніка
ЭК-неоднородностей. Приведены характеристики коэффициента прохождения низ-коимпедасних ЭК- и традиционной неоднородностей. Показано, что ЭК-неоднородности по сравнению с традиционными микрополосковыми обеспечивают существенно более значительную трансформацию активной составляющей входного импеданса. Анализ входных импедансных характеристик фильтра позволяет определить условия согласования, необходимые для минимизации коэффициента стоячей волны.
Ключевые слова: входной импеданс, электромагнитнокристаллическая неоднородность, узкополосный фильтр.
Nazarko A. I., Vodolazka M. V., Bidenko P. S., Nelin E. A. Input impedance characteristics of microstrip structures.
Introduction. Electromagnetic crystals (EC) and EC-inhomogeneities are one of the main directions of microstrip devices development. In the article the input impedance characteristics of EC- and traditional microstrip inhomogeneities and filter based on EC-inhomogeneities are investigated.
Transmission coefficient characteristics. Transmission coefficient characteristics of low impedance EC- and traditional inhomogeneities are considered. Characteristics are calculated in the software package Microwave Studio. It is shown that the efficiency of EC-inhomogeneity is much higher.
Input impedance characteristics of low impedance inhomogeneities. Dependences of input impedance active and reactive parts of EC- and traditional inhomogeneities are given. Dependences of the active part illustrate significant low impedance transformation of nominal impedance. The conditions of impedance matching of structure and input medium are set.
Input impedance characteristics of high impedance inhomogeneities. Input impedance characteristics of high impedance EC- and traditional inhomogeneities are considered. It was shown that the band of transformation by high impedance inhomogeneities is much narrower than one by low impedance inhomogeneities. Characteristics of the reflection coefficient of inhomogeneities are presented.
Input impedance characteristics of narrowband filter. The structure of narrowband filter based on the scheme of Fabry-Perot resonator is presented. The structure of the filter is fulfilled by high impedance EC-inhomogeneities as a reflectors. Experimental and theoretical amplitude-frequency characteristics of the filter are presented. Input impedance characteristics of the filter are shown.
Conclusions. Input impedance characteristics of the structure allow to analyse its wave properties, especially resonant. EC-inhomogeneity compared with traditional microstrip provide substantially more significant transformation of the the input impedance.
Keywords: input impedance, electromagnetocrystalline inhomogeneity, narrowband filter.
Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2015. — №61
81
