Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Elektronika home

Publication of the journal

The section is currently being updated

The use of attenuators with add-on absorbing elements based on distributed resistive strictures with various mounting arrangements in microstrip route provides not only lower costs at the design, development and operation stages of RF and microwave devices, but also increased broadband, lower sensitivity to point defects and inhomogeneities, variation of technological parameters, greater reliability and resistance to temperature effects compared to absorbing elements based on discrete film resistors manufactured according to P- or T-circuits. Thermal condition is an important parameter of attenuator’s safe and efficient operation. Elevated temperature and its non-uniform distribution over the surface of absorbing element’s resistive film cause degradation of accuracy characteristics, service life decrease and full failure of attenuator. In this work, using the Autodesk Simulation CFD software package, an analysis of the steady-state thermal condition of microstrip attenuators with 2 × 2 mm and 1 × 1 mm add-on film absorbing elements based on distributed resistive structures is carried out. The effect of the absorbing element mounting arrangement (with a resistive film down, up, into a hole in the microstrip line), of the resistive film topology and the amount of attenuation, of the substrate material type and thickness, and of the metallization of its reverse side on the maximum temperature and its distribution in the resistive film of the attenuator absorbing element has been investigated. The results obtained make it possible to assay the degree of the studied design parameters effect on the thermal condition of the attenuator, which significantly affects reliability, accuracy characteristics and the level of dissipated power. The simulation results are presented in the form of graphs, analyzed, and can be used to optimize the designs of microstrip attenuators, as well as other devices with add-on elements for the considered mounting arrangements.

Key words: attenuator, film absorbing element, AE, microstrip line, mounting arrangements, thermal condition, design parameters
Published in: MICRO- AND NANOSYSTEM TECHNOLOGY
Bibliography link: For citation: Pilkevich A. V., Sadkov V. D. Investigation of the thermal condition of microstrip attenuators with addon film absorbing elements. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics. 2025;30(3):324–333. (In Russ.). https://doi.org/10.24151/1561-5405-2025-30-3-324-333

Anton V. Pilkevich
Nizhny Novgorod State Technical University n. a. R. E. Alekseev (Russia, 603950, Nizhny Novgorod, Minin st., 24)

Viktor D. Sadkov
Nizhny Novgorod State Technical University n. a. R. E. Alekseev (Russia, 603950, Nizhny Novgorod, Minin st., 24)

1. Кочемасов В., Белов Л. Фиксированные аттенюаторы - производители и характеристики. Ч. 1. Электроника: НТБ. 2017;(6):108-116. DOI: 10.22184/1992-4178.2017.166.6.108.116 EDN: ZELPJP
Kochemasov V., Belov L. Fixed attenuators: Manufacturers and specifications. Part 1. Elektronika: NTB = Electronics: STB. 2017;(6):108-116. (In Russ.). DOI: 10.22184/1992-4178.2017.166.6.108.116

2. Кочемасов В., Белов Л. Фиксированные аттенюаторы - производители и характеристики. Ч. 2. Электроника: НТБ. 2017;(7):90-94. DOI: 10.22184/1992-4178.2017.168.7.90.94 EDN: ZITUOD
Kochemasov V., Belov L. Fixed attenuators: Manufacturers and specifications. Part 2. Elektronika: NTB = Electronics: STB. (In Russ.). 2017;(7):90-94. DOI: 10.22184/1992-4178.2017.168.7.90.94

3. Львов А. Е., Рудоясова Л. Г., Шишков Г. И., Щербаков В. В. Тонкопленочные полосковые аттенюаторы. Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева. 2014;(5):40-46. EDN: TOEYHB
Lvov A. E., Rudoyasova L. G., Shishkov G. I., Sherbakov V. V. Thin-film strip attenuators. Trudy NGTU im. R. E. Alekseeva = Transactions of NNSTU n. a. R. E. Alekseev. 2014;(5):40-46. (In Russ.).

4. Бажилов В. А., Михалицын Е. А. Проектирование малогабаритных аттенюаторов с малым уровнем ослабления. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014;17(1):54-63. EDN: SDVISV
Bazhilov V. A., Mihalitsyn E. A. The design of small-sized low level attenuators. Fizika volnovykh protsessov i radiotekhnicheskie sistemy = Physics of Wave Processes and Radio Technical Systems. 2014;17(1):54-63. (In Russ.).

5. Рубанович М. Г., Богомолов П. Г., Аубакиров К. Я., Хрусталев В. А. Мощные пленочные СВЧ-аттенюаторы. Вопросы радиоэлектроники. 2015;(5):81-87. EDN: TZUUNR
Rubanovich M. G., Bogomolov P. G., Aubakirov K. Y., Khrustalev V. A. Powerful film microwave attenuators. Voprosy radioelektroniki = Questions of Radio Electronics. 2015;(5):81-87. (In Russ.).

6. Богомолов П. Г., Рубанович М. Г., Хрусталев В. А., Разинкин В. П. Широкополосный пленочный СВЧ аттенюатор. III Всероссийская научно-техническая конференция "Электроника и микроэлектроника СВЧ", 2014: устные доклады. Available at: https://mwelectronics.etu.ru/assets/files/2014/oral/o03_06_bogomolovpg_shirokopolosnyi_plenochnyi.pdf (accessed: 24.02.2025).
Bogomolov P. G., Rubanovich M. G., Khrustalev V. A., Razinkin V. P. Broadband film microwave attenuator. III Vserossiyskaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya "Elektronika i mikroelektronika SVCh", 2014 g. (In Russ.). Available at: https://mwelectronics.etu.ru/assets/files/2014/oral/o03_06_bogomolovpg_shirokopolosnyi_plenochnyi.pdf (accessed: 24.02.2025).

7. Чижиков С. В. Анализ тенденций развития чип-резистивных СВЧ-аттенюаторов. Успехи современной радиоэлектроники. 2017;(8):31-35. EDN: ZFDNRL
Chizhikov S. V. Analysis of tendencies in the development of chip-resistor, microwave attenuators. Uspe-khi sovremennoy radioelektroniki = Achievements of Modern Radioelectronics. 2017;(8):31-35. (In Russ.).

8. Садков В. Д., Пилькевич А. В., Фомина К. С. Моделирование резистивных пленочных структур: учеб. пособие для студ. вузов. Н. Новгород: Нижегородский гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева; 2023. 278 с.
Sadkov V. D., Pil'kevich A. V., Fomina K. S. Modeling of resistive film structures: study guide for university students. Nizhny Novgorod: Nizhny Novgorod State Technical Univ. n. a. R. E. Alekseev; 2023. 278 p. (In Russ.).

9. Седаков А. Ю., Смолин В. К. Тонкопленочные элементы в микроэлектронике: основы проектирования и изготовления. М.: Радиотехника; 2011. 165 с.
Sedakov A. Yu., Smolin V. K. Thin-film elements in microelectronics: Fundamentals of design and manufacturing. Moscow: Radiotekhnika Publ.; 2011. 165 p. (In Russ.).

10. Садков В. Д., Фомина К. С. Поглощающие элементы для реализации широкого диапазона ослаблений. Нано- и микросистемная техника. 2017;19(4):238-243. DOI: 10.17587/nmst19.238-243 EDN: YKVUAJ
Sadkov V. D., Fomina K. S. Absorptive elements for realization of wide attenuation range. Nano- i mikrosistemnaya tekhnika = Nano- and Microsystems Technology. 2017;19(4):238-243. (In Russ.). DOI: 10.17587/nmst19.238-243

11. ВЧ и СВЧ аттенюаторы и поглотители. АО "НПО "ЭРКОН". Available at: https://www.erkon-nn.ru/catalog/attenyuatory-poglotiteli/ (accessed: 24.02.2025).
RF and microwave attenuators and absorbers. ANO "NPO "ERKON". (In Russ.). Available at: https://www.erkon-nn.ru/catalog/attenyuatory-poglotiteli/(accessed: 24.02.2025).

12. Садков В. Д., Фомина К. С., Пилькевич А. В. Поглощающие элементы на основе однородной резистивной пленки для реализации широкого диапазона ослаблений мощности радиосигналов. Изв. вузов. Электроника. 2018;23(5):477-485. DOI: 10.24151/1561-5405-2018-23-5-477-485 EDN: VCEDSQ
Sadkov V. D., Fomina K. S., Pilkevich A. V. Absorbing elements on the basis of a uniform resistive film for realization of wide range of power attenuations of radio signals. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics. 2018;23(5):477-485. (In Russ.). DOI: 10.24151/1561-5405-2018-23-5-477-485

13. Петров В. В. ИТ (Магистры): Электронные модели изделий электронных средств. Кафедра "Компьютерные технологии в проектировании и производстве" НГТУ им. Р. Е. Алексеева. Обновл. 08.03.2025. Available at: https://ktpp-petrovvv.ru/kursi/it-mag/ (accessed: 09.06.2025).
Petrov V. V. IT (Master students): Electronic models of electronic instrumentation devices. Kafedra "Komp'yuternye tekhnologii v proektirovanii i proizvodstve" NGTU im. R. E. Alekseeva. Upd. 08.03.2025. (In Russ.). Available at: https://ktpp-petrovvv.ru/kursi/it-mag/(accessed: 09.06.2025).

14. Пилькевич А. В., Фомина К. С., Садков В. Д. Оптимизация топологии пленочных поглощающих элементов ВЧ и СВЧ аттенюаторов. Проектирование и технология электронных средств. 2020;(1):8-12. EDN: WTBBEU
Pilkevich A. V., Fomina K. S., Sadkov V. D. Optimization of topology of the film absorbing elements HF and very high frequency of attenuators. Proyektirovaniye i tekhnologiya elektronnykh sredstv = Design and Technology of Electronic Means. 2020;(1):8-12. (In Russ.).

15. Пилькевич А. В., Садков В. Д. Влияние импульсной мощности на параметры пленочных поглощающих элементов. Изв. вузов. Электроника. 2024;29(2):175-184. DOI: 10.24151/1561-5405-2024-29-2-175-184 EDN: NRUVQC
Pilkevich A. V., Sadkov V. D. The effect of pulse power on the parameters of film absorbing elements. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics. 2024;29(2):175-184. (In Russ.). DOI: 10.24151/1561-5405-2024-29-2-175-184

Information about the publication

UDK: 621.372.852.3:004.4
Publication type: Scientific article
DOI: 10.24151/1561-5405-2025-30-3-324-333
RISC id: BOTUIY

JATS XML