Татарчук Д. Д. Керовані композитні структури мікрохвильового діапазону

Робота присвячена використанню композитних структур для створення керованих пристроїв мікрохвильового діапазону. В роботі показано, що використання таких структур дозволяє суттєво розширити функціональні можливості мікрохвильових пристроїв. Мета роботи – розвинення теорії композитних матеріалів для створення базису реалізації нових частотно-селективних та фазообертальних пристроїв на основі композитних, напівпровідникових та тонких діелектричних резонансних структур, а також вдосконалення НВЧ методів дослідження діелектричних матеріалів, включаючи тонкі плівки. При виконанні роботі отримано наступні результати: 1. Розвинено теорію композитних матеріалів Вперше отримано аналітичні вирази для розрахунку температурних коефіцієнтів ефективної діелектричної проникності та ефективного тангенса кута діелектричних втрат композитних матеріалів типу діелектрик-метал, які дозволяють розраховувати температурні властивості таких композитів. 2. Застосовано теорію композитних матеріалів до керованих частотно-селективних планарних структур і на її основі розроблено і експериментально підтверджено методику розрахунку характеристик керованих частотно-селективних планарних структур, яка дозволяє прискорити процес проектування керованих частотно-селективних і фазообертаючих пристроїв на їх основі. 3. Вперше запропоновано новий принципи керування резонансними частотами діелектричних резонаторів шляхом зміни кута повороту резонатора відносно широкої стінки хвилеводу, що дозволило розробити нові конструкції керованих фільтрів та фазообертачів. Точне керування положенням резонатора в даному випадку здійснюється за допомогою крокового двигуна керованого мікропроцесором, що дозволило усунути такий недолік традиційного електромеханічного керування як гістерезис. 4. Удосконалено конструкцію п’єзоперетворювача «cymbal»-типу шляхом заміни суцільної п'єзопластини на дві зустрічні, що дозволило зменшити нелінійність його деформаційної характеристики. 5. Вперше запропоновано метод керування характеристиками напівпровідникових планарних частотно-селективних пристроїв НВЧ за рахунок зміни конфігурації провідникових областей оптичним способом, що створює підґрунтя для розроблення принципово нових конструкцій частотно-селективних та фазообертальних пристроїв НВЧ з оптичним керуванням. 6. На основі теорії композитних матеріалів і результатів дослідження тонких діелектричних резонаторів модифіковано метод Крупки для визначення діелектричної проникності й тангенса кута діелектричних втрат тонких плівок. Запропонований метод дозволяє вимірювати параметри плівкових матеріалів товщиною від десятків нанометрів до кількох мікрометрів. 7. Запропоновано новий метод дослідження властивостей анізотропних матеріалів при використанні досліджуваного зразка у якості тонкого діелектричного резонатора Тема дисертаційної роботи є продовженням багаторічної наукової діяльності колективу кафедри мікроелектроніки в області пошуку нових підходів до конструювання мікроелектронних приладів НВЧ з метою поліпшення їх характеристик. Результати теоретичних та експериментальних досліджень, які отримано в роботі, використано при виконанні 9 держбюджетних тем, та застосовано у навчальному процесі кафедри мікроелектроніки Національного технічного університету України «КПІ ім. Ігоря Сікорського» Розроблені методи вимірювання параметрів НВЧ матеріалів були використані при проведенні наукових досліджень у Донецькому фізико-технічному інститут ім. О.О. Галкіна НАН України та у інституті загальної та неорганічної хімії НАН України.