Известия высших учебных заведений. Электроника home

Исследование теплового режима микрополосковых аттенюаторов с навесными пленочными поглощающими элементами

Раздел находится в стадии актуализации

Применение аттенюаторов с навесными поглощающими элементами на основе распределенных резистивных структур при различных способах их монтажа в мик-рополосковый тракт обеспечивает не только снижение затрат на стадиях проектирования, освоения и эксплуатации ВЧ- и СВЧ-устройств, но и повышенную широкополосность, меньшую чувствительность к точечным дефектам и неоднородностям, разбросу техноло-гических параметров, большую надежность и температурную стабильность по сравнению с поглощающими элементами на базе дискретных пленочных резисторов, изготовленных по П- или Т-схемам. Важный параметр надежной и эффективной работы аттенюатора – тепловой режим. Повышенная температура и ее неравномерное распределение по поверх-ности резистивной пленки поглощающего элемента приводят к деградации точностных характеристик, сокращению срока службы и выходу аттенюатора из строя. В работе с ис-пользованием программного комплекса Autodesk Simulation CFD проведен анализ устано-вившегося теплового режима микрополосковых аттенюаторов с пленочными навесными поглощающими элементами, имеющими габариты 2 × 2 мм и 1 × 1 мм, на основе распре-деленных резистивных структур. Исследовано влияние способа монтажа поглощающего элемента (резистивной пленкой вниз, вверх, в отверстие в микрополосковой линии), топологии резистивной пленки и величины ослабления, вида и толщины материала подложки, металлизации ее обратной стороны на максимальную температуру и ее распределение в резистивной пленке поглощающего элемента аттенюатора. Полученные результаты позволяют количественно оценить степень воздействия исследуемых конструктивных параметров на тепловой режим аттенюатора, существенно влияющий на надежность, точностные характеристики и уровень рассеиваемой мощности. Результаты моделирования представлены в виде графиков, проанализированы и могут быть использованы для оптимизации конструкций микрополосковых аттенюаторов, а также других устройств с навесными элементами при рассмотренных способах монтажа.

Ключевые слова: аттенюатор, пленочный поглощающий элемент, ПЭ, микрополосковая линия, способы монтажа, тепловой режим, конструктивные параметры
Опубликовано в разделе: Микро- и наносистемная техника
Библиографическая ссылка: Для цитирования: Пилькевич А. В., Садков В. Д. Исследование теплового режима микрополосковых аттенюаторов с навесными пленочными поглощающими элементами. Изв. вузов. Электроника. 2025;30(3):324–333. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2025-30-3-324-333. EDN: BOTUIY.

Пилькевич Антон Владимирович
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева (Россия, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24)

Садков Виктор Дмитриевич
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева (Россия, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 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

Сведения о публикации

УДК: 621.372.852.3:004.4
Тип публикации: Научная статья
DOI: 10.24151/1561-5405-2025-30-3-324-333
Идентификатор статьи в РИНЦ: BOTUIY
Полнотекстовая версия: Перейти

JATS XML