Проектирование СВЧ монолитных интегральных устройств на основе преобразования моделей элементов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.07, кандидат технических наук Шеерман, Федор Иванович

• Шеерман, Федор Иванович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шеерман, Федор Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

1 МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЦЕПЕЙ.

1.1 Виды и способы получения моделей элементов МИС.

1.2 Методы синтеза цепей на элементах с потерями.

1.3 Декомпозиционный метод структурного синтеза активных СВЧ устройств.

1.4 «Визуальное» проектирование КЦ и СЦ по ОДЗ.

1.4.1 Основные принципы "визуального" проектирования.

1.4.2 Метод областей. Построение ОДЗ иммитанса при проектировании двухполюсных корректирующих цепей

1.4.3 Построение ОДЗ иммитанса при проектировании реактивных согласующих цепей.

1.4.4 Интерактивная «визуальная» процедура синтеза корректирующих и согласующих цепей по ОДЗ

1.5 Основные задачи исследования.

2 МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВЧ МОНОЛИТНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ.

2.1 Построение и верификация моделей пассивных сосредоточенных и распределенных элементов СВЧ МИС.

2.2 Модели элементов МИС для технологии НИИПП.

2.3 Модели элементов МИС для технологии ИСВЧПЭ РАН.

2.4 Методика преобразования моделей.

2.5 Преобразование моделей сосредоточенных пассивных элементов. Табличный метод.

2.5.1 Преобразование модели квадратной спиральной индуктивности.

2.5.2 Преобразование модели МДМ-конденсатора.

2.5.3 Преобразование модели GaAs-резистора для технологии ED02AH.

2.6 Преобразование моделей сосредоточенных пассивных элементов. Адаптивная процедура.

2.6.1 Преобразование модели монолитного МДМ-конденсатора для технологии НИИПП.

2.7 Методика синтеза распределенных и сосредоточенно-распределенных цепей на основе преобразования моделей элементов.

2.8 Основные результаты исследования.

3 СИНТЕЗ СВЧ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ ДЕКОМПОЗИЦИОННОГО ПОДХОДА И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.1 «Визуальное» проектирование двухполюсных корректирующих цепей на монолитных элементах

3.2 Пример: проектирование эквивалента индуктивности для СВЧ активного монолитного фильтра

3.3 «Визуальное» проектирование согласующих цепей на монолитных элементах на основе методики преобразования моделей.

3.4 Пример: проектирование монолитной СЦ для согласования комплексной нагрузки с активным сопротивлением генератора.

3.5 Пример: «Визуальное» проектирование распределенных и сосредоточенно-распределенных цепей на основе методики преобразования моделей.

3.6 Исследование процедур проектирования многокаскадных монолитных СВЧ транзисторных усилителей на основе ДМС.

3.6.1 Процедура проектирования многокаскадных СВЧ транзисторных усилителей.

3.6.2 Проектирование СВЧ транзисторных усилителей мощности на основе декомпозиционного подхода.

3.6.3 Методика проектирования монолитных транзисторных СВЧ усилителей с реактивными согласующими цепями.

3.7 Пример: проектирование двухкаскадного МШУ с реактивными согласующими цепями.

3.8 Пример: проектирование усилителя мощности диапазона 8-12 ГГц.

3.9 Основные результаты исследования.

4 АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОНОЛИТНЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ.

4.1 Программное обеспечение для адаптивного построения моделей и функций преобразования в виде многомерных полиномов.

4.2 Использование программы Model Builder для построения полинома преобразования модели монолитного элемента в среде MWO.

4.3 Реализация методики преобразования моделей в программах автоматизированного проектирования СВЧ устройств.

4.4 Реализация методики преобразования моделей для оптимизации СВЧ монолитных устройств в пакете MWO.

4.5 Реализация методики преобразования моделей в программе синтеза монолитных КЦ и СЦ LOCUS/M (среда MATLAB).

4.6 Интегрированная среда «визуального» проектирования монолитных КЦ и СЦ LOCUS-MMIC-MWO.

4.7 Разработка монолитных СВЧ устройств.

4.7.1 Проектирование монолитного ФНЧ в среде MWO с использованием методики преобразования моделей.

4.7.2 Монолитный фазовый манипулятор диапазона 1-10 ГГц.

4.7.3 Проектирование монолитного активного фильтра на основе конвертора иммитанса.

4.7.4 Монолитный малошумящий усилитель диапазона 8-12 ГГц на основе 0,15 мкм рНЕМТ технологии

4.7.5 Монолитный СВЧ усилитель мощности диапазона 8-12 ГГц.

4.8 Основные результаты исследования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Проектирование СВЧ монолитных интегральных устройств на основе преобразования моделей элементов»

В настоящий период во всем мире наблюдается исключительно быстрое развитие радиоэлектронных средств в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ). Это обусловлено, прежде всего, возрастающими потребностями общества в передаче, приеме и обработке информации. СВЧ радиоэлектронные системы (РЭС) используются в таких областях, как связь, радиовещание, телевидение, радиолокация, телеметрия, телеуправление, измерительная техника и др. В последнее время резкое увеличение количества разрабатываемых в мире радиоэлектронных изделий СВЧ диапазона связано с широким развитием таких сфер применения радиоэлектроники, как космическая, спутниковая, персональная и сотовая связь, телекоммуникации, беспроводные системы передачи данных и т.д.

Современные СВЧ РЭС создаются на основе новых поколений приборов и устройств на твердом теле. СВЧ полупроводниковые устройства (ППУ) выполняют функции генерации и усиления колебаний, формирования и обработки сигналов. К ним относятся, в частности, СВЧ автогенераторы, малошумящие и мощные усилители, смесители и умножители частоты, управляющие устройства (управляемые аттенюаторы, фазовращатели, переключатели, модуляторы и манипуляторы), активные фильтры, конвертеры импеданса и др.

Особенностью современного этапа развития СВЧ РЭС является все более широкое внедрение монолитных интегральных схем (МИС), ведущее к появлению качественно новых систем. Это связано с тем, что, помимо улучшения основных технических параметров РЭС, таких, как точность и дальность действия, пропускная и разрешающая способности, применение СВЧ МИС позволяет кардинально снизить массу и габариты, повысить надежность и КПД, уменьшить стоимость при серийном производстве и т.д.

В США, Японии и развитых европейских странах рядом фирм разработаны технологии изготовления СВЧ МИС на GaAs подложке, а также средства их автоматизированного проектирования. В России монолитные технологии еще находятся в стадии становления. Между тем, при отсутствии таких технологий принципиально невозможно создавать современные радиоэлектронные системы гражданского и военного назначения с высокими качественными характеристиками.

В настоящее время несколько российских организаций разрабатывают отечественную технологию изготовления МИС. К ним относятся, ФГУП «Исток» (г. Фрязи-но), ФГУП НПП «Пульсар» (г. Москва), Институт СВЧ полупроводниковой электроники (ИСВЧПЭ) РАН (г. Москва), НПФ «Микран» (г. Томск), ФГУП НИИ полупроводниковых приборов (НИИПП, г. Томск) и др. Однако, изготовление МИС в российских условиях связано с целым рядом технологических трудностей, обусловленных сложностью получения исходного материала, недостаточной разрешающей способностью имеющихся установок литографии, нестабильностью технологических процессов и оборудования. Все эти трудности необходимо решить в кратчайшие сроки.

Как показала мировая практика, успешное создание СВЧ интегральных уст-i ройств связано не только со сложными технологическими проблемами, но и с решением не менее сложных задач проектирования МИС, разработки соответствующего программного обеспечения.

В частности, важнейшей проблемой, с которой сталкивается разработчик, является точное моделирование СВЧ устройств в заданном частотном диапазоне. Для этого используются современные программные средства автоматизированного проектирования СВЧ устройств, такие как Microwave Office (фирма Applied Wave Research, США), ADS (фирма Agilent Technologies, США), Serenade (фирма Ansoft Corp., США), Genesys (фирма Eagleware Corp., США) и др. Однако для решения задачи проектирования высококачественных монолитных СВЧ устройств на базе отечественной технологии наличия этих программ недостаточно, потому что имеющиеся в них модели элементов не привязаны к конкретной технологии. Успешное проектирование СВЧ устройств возможно только при условии создания библиотек топологических и ^ электрических моделей элементов МИС, отражающих особенности технологии изготовителя, и интеграции этих библиотек в распространенные системы моделирования ^ СВЧ устройств.

Следует отметить, что зарубежные фирмы - разработчики программного обеспечения в сотрудничестве с фирмами - изготовителями (разработчиками технологии) СВЧ МИС целенаправленно проводят такую работу и создают подобные библиотеки. Однако при разработке и внедрении отечественных технологий изготовления СВЧ МИС такие библиотеки требуется создавать заново.

Другой важнейшей проблемой является автоматизированная подготовка топологии СВЧ МИС с использованием элементов выбранной технологии. На этом этапе должен быть осуществлен выбор (синтез) принципиальной схемы и топологии СВЧ монолитного интегрального устройства (МИУ), удовлетворяющих поставленным требованиям. Сейчас, как правило, выбор схемы и топологии МИУ осуществляется на основе эвристического подхода с использованием опыта разработчика, упрощенных инженерных методик расчета, методом проб и ошибок и т.д. Решение этой задачи % требует очень квалифицированных кадров, так как проектировщик должен обладать знаниями в области схемотехники, СВЧ техники и интегральной технологии. Обычным является применение многократного моделирования различных вариантов схем и топологий при разных сочетаниях параметров элементов, а также многократной оптимизации МИУ. Это делает процесс создания СВЧ МИС длительным и трудоемким и не гарантирует получения наилучших результатов.

Актуальность работы подтверждается возникшей в настоящее время потребностью в развитых подсистемах синтеза схемотехнических решений для МИУ, позволяющих автоматически генерировать принципиальные схемы радиоэлектронных устройств (РЭУ). Подобные системы должны стать важной компонентой интеллектуальных систем автоматизированного проектирования (САПР) РЭУ.

СВЧ ППУ относятся к классу аналоговых РЭУ. Чаще всего они строятся на базе последовательно включенных транзисторных каскадов, в которых используются КЦ и СЦ. Вопросы автоматизированного синтеза аналоговых РЭУ и, в частности, СВЧ ППУ различных типов, а также КЦ и СЦ достаточно широко рассмотрены в работах Шварца Н.З, Толстого А.И., Петрова Г.В., Текшева В.Б, Манченко JT.B., Ка-занджана Н.Н, Гасанова Л.Г., Бабака Л.И., Карлина Г., Ярмана Б., Никласа К., Мелло-ра Д., Абри П., Гонзалеса Г., Бессера И. и др. [1-46]. Можно выделить следующие основные подходы к решению указанных задач:

1. Графоаналитические методики расчета реактивных СЦ, а также транзисторных усилителей с СЦ на основе использования круговой диаграммы Вольперта-Смита [10-16].

2. Классические методы синтеза пассивных КЦ и СЦ, предполагающие решение задачи синтеза в два этапа - сначала аппроксимация частотных характеристик синтезируемой цепи, затем - реализация[17-23].

3. Численные методы синтеза пассивных КЦ и СЦ, а также ППУ с КЦ и СЦ на основе метода "реальной частоты" и различных его модификаций [24-32], случайного [33,34] и систематического [35, 36] поиска.

4. Процедуры структурного синтеза пассивных и активных цепей и устройств, базирующиеся на современных достижениях в области искусственного интеллекта (применение баз знаний [37], эволюционного поиска на основе генетических алгоритмов [38] и генетического программирования [39, 40], глобальных методов оптимизации [41-43] и др.).

5. Метод областей [44] и интерактивная процедура «визуального» проектирования КЦ и СЦ [45], при которых возможно произвольное задание требований к цепям в виде областей допустимых значений (ОДЗ) иммитанса

6. Декомпозиционный метод синтеза (ДМС) активных СВЧ цепей [46], включающий этапы выбора структурной схемы ППУ, построения математической модели выбранной структуры, определения ОДЗ параметров КЦ и СЦ и синтеза КЦ и СЦ по полученным ОДЗ.

Указанные методы позволяют достаточно успешно (с учетом определенных ограничений) решать задачи синтеза КЦ и СЦ, а также линейных ППУ с КЦ и СЦ, построенных с использованием идеальных элементов (идеальных резисторов, конденсаторов, катушек индуктивностей линий передачи и т. д.). В частности, для проектирования сложных активных СВЧ устройств наиболее удобным и перспективным в настоящее время является ДМС, который позволяет осуществить структурный синтез ППУ различных типов с учетом комплекса требований к характеристикам. Для синтеза КЦ и СЦ по полученным ОДЗ могут применяться как «визуальные» методики совместно с методом областей, так и методы на основе генетических алгоритмов.

Однако задача схемотехнического синтеза МИС сопряжена с особыми трудностями. Это объясняется следующими особенностями проектирования СВЧ МИС:

• Элементы МИС описываются сложными моделями, так как обладают потерями и паразитными параметрами, которые должны быть учтены при проектировании.

• При выборе (синтезе) принципиальной схемы необходимо учитывать топологическую реализацию МИС и ограничения на параметры элементов.

• Отдельные элементы и блоки МИС могут оказывать взаимное влияние друг на друга, в том числе на электромагнитном уровне.

В настоящее время широко используется следующий подход к проектированию СВЧ МИС. Вначале, исходя из требований к МИС, рассчитывается или синтезируется первоначальная цепь на идеальных пассивных элементах (активные элементы описываются эквивалентными схемами или S-параметрами). При этом могут использоваться перечисленные выше методы расчета и синтеза СВЧ устройств. Затем по электрическим параметрам идеальных пассивных элементов определяются конструктивные параметры (обычно геометрические размеры) соответствующих МИ-элементов. Идеальные элементы в цепи заменяются сложными моделями МИ-элементов (например, в виде эквивалентных схем или электромагнитных моделей). После этого с целью обеспечения требуемых характеристик проводится параметрическая оптимизация результирующей цепи в пространстве конструктивных параметров МИ-элементов.

Как показала практика, описанный подход обладает рядом существенных недостатков:

• большая трудоемкость;

• при использовании точных (и соответственно сложных) моделей МИ-элементов оптимизация МИС требует значительных временных затрат;

• сложность выбора хорошего начального приближения, от правильности выбора которого зависит в конечном итоге эффективность оптимизации;

• нет гарантии, что первоначально выбранная структура цепи при замене идеальных элементов на модели монолитных элементов сможет удовлетворить поставленным требованиям.

Для снижения временных затрат и трудоемкости, улучшения характеристик устройств методики проектирования СВЧ МИС должны учитывать паразитные параметры элементов уже на этапе выбора (синтеза) структуры цепи, обеспечивать хорошее начальное приближение при выполнении параметрической оптимизации.

Ряд методов структурного синтеза пассивных и активных цепей, учитывающих потери в сосредоточенных и распределенных элементах был предложен в работах С. Дарлингтона, Дж. Андерсена, Й. Су, J1. Лиу, JI. Жу, К. Лина, Ч. Дезоера и др. В основном предложенные методы являются модификациями методов синтеза цепей на идеальных элементах и могут быть разделены на следующие группы:

• методы на основе классических методик синтеза [47-52];

• методы предыскажений [53-61];

• различные численные методы, в том числе на основе метода реальной частоты [62-68].

Эти методы обладают рядом ограничений:

1. Как правило, рассматриваются частные случаев однородных или полуоднородных потерь (т. е. предполагаются одинаковые добротности для всех реактивных элементов либо одинаковые добротности для отдельных групп элементов - конденсаторов и индуктивностей).

2. В связи с простотой моделей невозможен учет паразитных параметров пассивных монолитных элементов (паразитные емкости, индуктивности), которые оказывают существенное влияние на итоговые характеристики цепи.

3. Классические методы и методы предыскажений предназначены лишь для определенного класса пассивных цепей (фильтры, лестничные цепи); кроме того, большинство из них весьма громоздкие - требуют, например, решения сложных систем уравнений.

4. Методы реальной частоты основаны на процедурах нелинейной оптимизации и требуют хорошего начального приближения, весьма вероятна сходимость к локальным экстремумам

5. Перечисленные методы не являются универсальными, т. е. не позволяют проектировать любые сложные активные монолитные устройства.

Все это делает описанные методы малопригодными для проектирования СВЧ

МИУ.

В [69] была предложен подход к автоматизированному проектированию МИС на основе преобразования моделей, который позволяет избежать указанных недостатков. Суть подхода заключается в следующем. Вначале выбирается или генерируется (с использованием известных методов синтеза) исходная цепь на идеальных элементах. Далее по идеальной цепи автоматически строится монолитная цепь, при этом каждый идеальный пассивный элемент заменяется моделью соответствующего МИ-элемента. Размеры МИ-элементов автоматически рассчитываются по известным электрическим параметрам идеальных элементов. Таким образом, параметры моделей элементов МИ-цепи (геометрические размеры) оказываются связанными с величинами элементов идеальной цепи.

Далее выполняется моделирование монолитной цепи и вычисление целевой функции, оценивающей отличие ее характеристик от требуемых значений. По результатам этой оценки осуществляется изменение структуры и (или) параметров идеальной цепи и соответствующей МИ-цепи. Таким образом, синтез монолитной цепи производится с использованием точных моделей МИ-элементов, учитывающих потери и паразитные параметры. В результате обеспечивается хорошее начальное приближение для последующей оптимизации.

Описанная процедура является универсальной и представляется весьма эффективной при синтезе СВЧ МИУ различных типов. Однако до настоящего времени она не была практически реализована, ряд вопросов требует дальнейшего исследования. Перечислим их:

1. Не исследованы в достаточной степени вопросы выбора и автоматизированного построения быстродействующих моделей МИ-элементов

2. Не исследована и не проверена на конкретных моделях монолитных элементов процедура автоматического расчета геометрических размеров, неизвестны ее быстродействие и трудоемкость реализации.

3. Не рассмотрены вопросы программной реализации методики и ее интеграции в существующие САПР СВЧ устройств.

4. Необходимо исследовать методику совместного применения преобразования моделей, ДМС [46] и метода областей [44] для проектирования активных и пассивных СВЧ монолитных цепей.

На основании вышеизложенного можно сформулировать цель настоящей работы и определить основные направления исследований.

Цель работы. Целью данной работы является разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования СВЧ МИУ с использованием методики преобразования моделей, декомпозиционного метода синтеза и метода областей; реализация на этой основе программных систем проектирования СВЧ МИУ; построение и верификация библиотек моделей элементов, проектирование и исследование СВЧ МИУ на базе отечественных GaAs MESFET и рНЕМТ монолитных технологий.

Цель работы достигается решением следующих основных задач:

1. Построение и верификация моделей основных элементов МИС для отечественных 0,3 мкм GaAs MESFET (НИИПП, НПФ «Микран») и 0,15 мкм GaAs рНЕМТ (ИСВЧПЭ РАН) технологий изготовления.

2. Разработка процедур автоматического перехода от идеальных элементов к МИ-элементам с произвольными потерями и паразитными параметрами.

3. Разработка способов проектирования цепей на распределенных элементах.

4. Разработка и исследование методики «визуального» проектирования КЦ и СЦ на монолитных элементах по ОДЗ иммитанса.

5. Разработка методик проектирования монолитных транзисторных СВЧ усилителей на основе декомпозиционного метода синтеза и интерактивных визуальных процедур.

6. Разработка способов интеграции программ синтеза и распространенных САПР СВЧ устройств для применения методики преобразования моделей; реализация самостоятельных и интегрированных программных систем автоматизированного проектирования СВЧ МИС.

7. Разработка и исследование СВЧ МИС различного назначения.

Научная новизна работы:

1. Впервые реализована и исследована методика проектирования (синтеза и оптимизации) СВЧ МИУ на основе преобразования моделей элементов, позволяющая учесть потери и паразитные параметры монолитных элементов.

2. Впервые предложены процедуры автоматического расчета геометрических параметров пассивных элементов МИС по электрическим параметрам идеальных элементов на основе одномерной и адаптивной многомерной интерполяции.

3. Предложен новый способ проектирования распределенных и сосредоточенно-распределенных цепей, основанный на использовании сосредоточенных идеальных цепей-прототипов и методики преобразования моделей элементов.

4. Предложены интерактивные методики «визуального» проектирования КЦ и СЦ, а также транзисторных усилителей на монолитных элементах на основе метода областей, ДМС и преобразования моделей элементов.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Построены модели основных типов МИ-элементов, позволяющие осуществить проектирование СВЧ МИУ, выполненных по отечественным GaAs MESFET и рНЕМТ технологиям.

2. Разработаны программные модули и способы интеграции, позволяющие в интегрированной среде выполнить синтез и оптимизацию СВЧ МИС с использованием алгоритмов моделирования и библиотек элементов, имеющихся в коммерческих САПР СВЧ устройств.

3. Разработанные алгоритмы, методы и программное обеспечение позволяют сократить время и трудоемкость проектирования СВЧ МИС, разрешают получить устройства с более высокими техническими характеристиками, снижают требования к уровню квалификации и опытности проектировщика. Все это обеспечивает более быстрое выполнение проектных работ при разработке СВЧ МИС, изготавливаемых по отечественным технологиям.

4. С использованием разработанных методов и программ на базе зарубежных и отечественных GaAs MESFET и рНЕМТ технологий спроектированы СВЧ МИУ различных типов (малошумящие и мощные транзисторные усилители, активные фильтры, конвертеры импеданса, фазовые манипуляторы) с повышенным уровнем требований к комплексу рабочих характеристик. В частности, на основе отечественной 0,15 мкм GaAs рНЕМТ технологии разработана и изготовлена первая в России опытная партия гетероструктурных МИС малошумящего усилителя (МШУ) диапазона 8-12 ГГц с характеристиками на уровне зарубежных аналогов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика преобразования моделей элементов позволяет осуществить синтез и оптимизацию СВЧ МИУ с учетом потерь и паразитных параметров монолитных элементов.

2. Предложенные способы построения функций преобразования позволяют реализовать методику преобразования для любых моделей монолитных элементов, независимо от вида и структуры моделей.

3. Совместное использование методики преобразования и идеальных цепей-прототипов на сосредоточенных элементах позволяет осуществить синтез распределенных и сосредоточенно-распределенных цепей.

4. Использование методики преобразования моделей элементов совместно с методом областей, ДМС и интерактивными «визуальными» процедурами обеспечивает эффективное проектирование КЦ и СЦ на монолитных элементах, а также СВЧ МИУ с КЦ и СЦ.

Апробация результатов.

Представленная работа выполнялась как составная часть НИР на кафедре компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП) ТУСУРа.

Работа была поддержана грантами международной организации INTAS (INTAS № 06-1000016-6390 для молодых исследователей и 1NTAS-CNES №06-1000024-9199), а также являлась частью НИР, выполняемых по грантам Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ №06-07-96916, 2006 г.) и Министерства образования и науки РФ (грант 2005 г. по программе «Развитие научного потенциала высшей школы»).

Основные результаты исследований опубликованы в работах [1-15], а также докладывались на различных симпозиумах и конференциях, в числе которых Международная научно-практическая конференция «Электронные средства и системы управления», ТУСУР, г. Томск, 2004 и 2005 гг., Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР», г. Томск, 2005 и 2006 гг., Всероссийская научно-техническая конференция студентов и молодых ученых «Современные проблемы радиоэлектроники», КГТУ, г. Красноярск, 2005 и 2007 гг., Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2005, 2006), г. Севастополь, 2005 и 2006 гг., VI научно-техническая конференция «Твердотельная электроника, сложные функциональные блоки РЭА» (Пульсар-2007), 2007г.

Реализация и внедрение результатов работы. Методы и алгоритмы, представленные в работе, используются при проектировании СВЧ усилителей и других устройств в НПФ «Микран» (г. Томск), ФГУП НИИПП (г. Томск). Созданные программы внедрены в НПФ «Микран», в Исследовательском институте систем СВЧ и оптической связи (1RCOM, г. Лимож, Франция), а также в учебном процессе на кафедре КСУП ТУСУРа. Разработанные методы и программы использовались при разработке монолитного рНЕМТ малошумящего усилителя, совместно выполненной ТУСУР, НПФ «Микран» и ИСВЧПЭ РАН (г. Москва). В конце диссертационной работы приведены документы, подтверждающие использование результатов.

Личный вклад автора. Все представленные в диссертации результаты исследований получены лично автором либо при его непосредственном участии. В работах, опубликованных в соавторстве, автором получены существенные теоретические и практические результаты.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ. Из них 1 работа напечатана в журнале, включенном в перечень ВАК.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 4 приложений. Общий объем работы составляет 255 страниц. Основная часть включает 167 страниц, в том числе 120 страниц текста, 123 рисунка и 22 таблицы. Список используемых источников содержит 133 наименования.

Заключение диссертации по теме «Антенны, СВЧ устройства и их технологии», Шеерман, Федор Иванович

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. С целью оптимизации и синтеза СВЧ МИС выбраны, построены, исследованы и верифицированы быстродействующие ЭС-модели активных и пассивных монолитных элементов для отечественных 0,3 мкм GaAs MESFET и 0,15 мкм GaAs р-НЕМТ технологий изготовления.

2. Впервые реализована и исследована методика проектирования СВЧ МИУ на основе преобразования моделей элементов, позволяющая учесть потери и паразитные параметры элементов.

3. Разработаны процедуры автоматического перехода от идеальных элементов к МИ-элементам, основанные на одномерной и адаптивной многомерной аппроксимации зависимостей геометрических параметров МИ-элемента от электрических параметров идеального элемента.

4. Предложен новый способ проектирования распределенных и сосредоточенно-распределенных цепей, основанный на использовании сосредоточенных идеальных цепей прототипов и методики преобразования моделей.

5. На основе методики преобразования моделей и метода «областей» разработана и реализована интерактивная процедура «визуального» проектирования монолитных КЦ и СЦ.

6. Разработаны методики визуального проектирования СВЧ МИУ с КЦ и СЦ на основе ДМС.

7. Разработана программа адаптивного построения моделей элементов и функций преобразования в виде многомерных полиномов, интегрированная со средой моделирования MWO. Программа позволяет строить функции преобразования для любых моделей МИ-элементов в этой среде.

8. На основе программ LOCUS и MWO разработана интегрированная среда для проектирования монолитных КЦ и СЦ. В сочетании с программами проектирования активных СВЧ цепей, базирующихся на ДМС, она позволяет осуществлять проектирование СВЧ МИУ.

9. На основе результатов теоретических исследований с помощью разработанных моделей, методик и программ спроектированы и исследованы различные СВЧ МИУ, включая пассивные и активные фильтры, фазовые манипуляторы, многокаскадные малошумящие и мощные усилители с высокими характеристиками. В частности, совместно с НПФ «Микран» и ИСВЧПЭ РАН разработана, изготовлена и экспериментально исследована первая в России опытная партия гетероструктур-ных МИС МШУ диапазона 8-12 ГГц на основе 0,15 мкм GaAs рНЕМТ технологии. Параметры усилителя не уступают зарубежным аналогам.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю, к. т. н., доц. кафедры КСУП Леониду Ивановичу Бабаку за поддержку и неоценимую помощь в работе над диссертацией, к.т.н., ст. преподавателю каф. КСУП Михаилу Владимировичу Черкашину за помощь в проектировании описанных в работе СВЧ устройств.

В работе использовались программные продукты GENESYN и LOCUS, реализованные Вьюшковым В. А. и Зайцевым Д. А., программные модули, созданные при участии студента кафедры КСУП Лукьяненко П. В.

Автор также благодарит своих родителей и близких за понимание и поддержку.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шеерман, Федор Иванович, 2007 год

1. Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ. -М.: Сов. радио, 1980. -368 с.

2. Петров Г.В., Толстой А.И. Линейные балансные СВЧ усилители. М.: Радио и связь, 1983.- 176 с.

3. Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А. Широкополосные радиопередающие устройства / Под ред. О.В. Алексеева. М.: Связь, 1978.-302 с.

4. Текшев В.Б. Проектирование СВЧ транзисторных усилителей с использованием ЭВМ: Учебное пособие для студентов. М.: Изд-во МЭИ, 1982. - 79 с.

5. Besser L., Gilmore R. Practical RF circuit design for modern wireless systems: Passive circuits and systems. Vol. 1. London-Boston: Artech House, 2003. - 539 p.

6. Besser L., Gilmore R. Practical RF circuit design for modern wireless systems: Active circuits and systems. Vol. 2. London-Boston: Artech House, 2003. - 569 p.

7. Abrie P.L.D. Design of RF and microwave amplifiers and oscillators. -London-Boston: Artech House, 2000. 480 p.

8. Gonzales G. Microwave transistor amplifiers. Analysis and design / Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1984. 217 p.

9. Grebennikov A. RF and microwave power amplifiers and oscillators: Theory and design, London-Boston: Noble Pub., 2002. - 400 p.

10. Бабак Л.И. Анализ транзисторных СВЧ усилителей с обратной связью с помощью круговых диаграмм // В сб. «Полупроводниковая электроника в технике связи» / Под ред. И.Ф. Николаевского. М.: Связь, 1978. - Вып. 19. - С. 69-81.

11. Бабак Л.И. Графический анализ транзисторных СВЧ усилителей с корректирующим двухполюсником // В сб. «Широкополосные усилители» / Под ред. А.А. Кузьмина. Томск: Изд-во ТГУ, 1975. - Вып. 4. - С. 72-88.

12. Бабак Л.И. Расчет параметров рассеяния и круговых диаграмм каскадных усилительных цепей с корректирующим двухполюсником // В сб. "Широкополосные усилители" / Под ред. А.А. Кузьмина. Томск: Изд-во ТГУ, 1975. - Вып. 4. - С. 4-17.

13. Карсон Р. Высокочастотные усилители / Перевод с англ. под ред. В.Р. Магнушевского. М.: Радио и связь, 1981. - 216 с.

14. Смит Ф. Круговые диаграммы в радиоэлектронике / Перевод с англ. М.: Связь, 1976. - 142 с.

15. Bor S.S., Liu J.C., Lu Р.С. Plots with matching circles for optimizing the performances of a low-noise amplifier // Microwave and Opt. Tech. Lett. -1993. Vol. 6.-№2.-P. 141-148.

16. Perez F., Blanko S. A new method of designing equalization networks for microwave transistor amplifiers // Int. J. Electronics. -1984. Vol. 56. - № 3. - P. 419-428.

17. Балабанян H. Синтез электрических цепей. M.: Госэнергоиздат, 1961. - 416 с.

18. Богачев В.М. Синтез цепей связи для широкополосных усилителей / Под ред. С.М. Смольского. М.: изд-во МЭИ, 1980. - 100 с.

19. Вай Кайчень. Теория и проектирование широкополосных согласующих цепей / Перевод с англ. под ред. Ю.Л. Хотунцева. -М.: Связь, 1979. 288 с.

20. Карни Ш. Теория цепей. Анализ и синтез / Перевод с англ. под ред. Г.И. Атабекова. М.: Связь, 1973. - 396 с.

21. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез электронных схем. М.: Связь, 1978. - 336 с.

22. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи / Перевод с англ. под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушнира. М.: Связь, 1971.-440 с.

23. Youla D.C. A new theory of broad-band matching // IEEE Trans. 1964. - Vol. CT-11.-P. 30-50.

24. Aksen A., Yarman B.S. A real frequency approach to describe lossless two-ports formed with mixed lumped and distributed elements // Int. J. Electron. Commun. (AEU). 2001. - Vol. 55. - № 6. - P. 389-396.

25. Carlin H.J. A new approach to gain-bandwidth problem // IEEE Trans. 1977. - Vol. CAS-24. - № 4. - P. 170-175.

26. Carlin H.J., Amstutz P. On optimum broad-band matching // IEEE Trans. 1981. - Vol. CAS-28. - № 5. - P. 401-405.

27. Jung W.L., Chiu J.H. Stable broadband microwave amplifier design using the simplified real frequency technique // IEEE Trans. 1993. - Vol. MTT-41. -№ 2. - P. 336-339.

28. Kerherve E., Jarry P. Efficient numerical method to the design of microwave active circuits // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest. -1997. P. 1611-1614.

29. Carlin H.J., Komiak J.J. A new method of broad-Band equalization applied to microwave amplifiers // IEEE Trans. 1979. - Vol. MTT-27. - № 2. - P. 93-99.

30. Madley M.W. Microwave and RF circuits: analysis, synthesis and design. London: Artech House, -1993. - 643 p.

31. Yarman B.S. A dynamic CAD technique for designing broadband microwave amplifiers // RCA Review. -1983. Vol. 44. - № 12. - P. 551-565.

32. Yarman B.S., Carlin H.J. A simplified real frequency technique applied to broadband multistage microwave amplifiers // IEEE Trans. 1982. - Vol. MTT-30. - № 12. -P. 2216-2222.

33. Глориозов Е.Л. Морфологический синтез нелинейных логических схем // Радиоэлектроника. 1977. - Т. 20. - № 6. - С. 79-84.

34. Глориозов Е.Л., Клычина И.Ю. Модели представления знаний в структурном синтезе функционально-интегральных элементов // В кн.: Электронная вычислительная техника / под ред. В.В.Пржиялковского. М.: Радио и связь. - 1989. -Вып.З.-С. 103-116.

35. Brodersen A.J. et al. Simultaneous automated AC and DC design of linear integrated circuit amplifiers // IEEE Trans. 1971. - Vol. CT-18. - № 1. - P. 50-58.

36. Шумилов Ю.М., Эйдельмант В.М. Программное обеспечение автоматизированного проектирования радиоэлектронных схем. Киев: Техника, 1994.

37. El-Turky F., Perry Е.Е. BLADES: An artificial intelligence approach to analog circuit design // IEEE Trans, on CAD. 1989. - Vol. 86. - P. 680-692.

38. Lonh J.D., Colombano S.P. A circuit representation technique for automated circuit design // IEEE Trans, on Evolutionary Computation. 1999. - Vol. 3. - № 9. - P. 205-129.

39. Koza J.R, Bennett F.H. et al. Automated synthesis of analog electrical circuits by means of genetic programming // IEEE Trans, on Evolutionary Computation. 1997. -Vol. l.-№2.-P. 109-128.

40. Sripramong Т., Toumazou C. The invention of CMOS amplifiers using genetic programming and current flow analysis // IEEE Trans, on CADS of Integrated Circuits and Systems.-2002.-Vol. 11.-№ 11.-P. 1237-1252.

41. Gielen G.G.E., et al. ISAAC: A symbolic simulator for analog integrated circuits // IEEE Journ. of Solid-State Circuits. 1989. - Vol. 24. - № 6. - P. 1587-1597.

42. Ochotta E.S., Rutenbar R.A., Carley L.R. Synthesis of high-performance analog circuits in ASTRX/OBLX // IEEE Trans, on CAD. 1996. - Vol. 153. - № 3. - P. 273-294.

43. Phelps R., et al. ANACONDA: Robust synthesis of analog circuit via stochastic pattern search // IEEE Conf. Custom Integrated Circuit. -1999. P. 26.3.1-26.3.4.

44. Бабак Л.И., Покровский М.Ю., Дьячко A.H., Черкашин М.В., Поляков А.Ю.

45. Автоматизированный синтез полупроводниковых устройств высоких и сверхвысоких частот // Межд. научно-техн. конф. СИБКОНВЕРС'95: Сб. трудов конференции. Томск: ТУСУР, 1995. - Т. 1. - С. 87-89.

46. Babak L.I., Cherkashin M.V. Interactive "visual" design of matching and compensation networks for microwave active circuits // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest. Phoenix. AZ. - 2001. - P. 2095-2098.

47. Babak L.I. Decomposition synthesis approach to design of RF and microwave active circuits // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig. Phoenix. AZ. - 2001, -P. 1167-1170.

48. Darlington S. Synthesis of reactance Four poles which produce prescribed insertion loss characteristics // J. Math. Phys. -1939. - Vol. 18. - P. 257-353.

49. Desoer C.A. Notes commenting on Darlington's design procedure for networks, made of uniformly dissipative coils (d0 + 5) and uniformly dissipative capacitors (d0 5) // IRE Trans. -1959. - Vol. CT-6. - P. 397-398.

50. Belevitch V. P. R. Darlington filters with unequal dissipation in inductors and capacitors // Philips Res. Repts. -1964. Vol. 19. - P. 441-468.

51. Temes G. An extension of Darlington's semi-uniform predistortion procedure // Proc 1st Allerton Conf. on Circuit and System Theory. -1963, Nov.

52. Andersen J., Lee H. B. Network synthesis using lossy reactance // IEEE Trans. Circuit Theory 1966, sept. - Vol. CT-13. - P. 244-258.

53. Su Y. H. Broadband matching theory of lossy networks: Master's thesis. Tianjin: Tianjin University. -1986.

54. Geffe P. R. A notes on predistortion // IRE Trans, on Circuit Theory (Correspondence). -1959. Vol. CT-6. - P. 395-396.

55. Geffe P. R. Exact synthesis with real amplifiers // IEEE Trans. Circuits Syst. 1974 -Vol.CAS-21.-P. 369-376.

56. Desoer C. A. Network design by first-order predistortion techniques // IRE Trans. Circuit Theory. 1957. - Vol. CT-4. - P. 167-170.

57. MacDonald J. D., Temes G. C. A simple method for the predistortion of filter transfer function // IEEE Trans. Circuit Theory. 1963. - Vol. CT-10. - P. 447-450.

58. Gadenz R.N., Temes G. C. Iterative compensation techniques for lossy or mismatched two-ports // IEEE Trans. Circuit Theory. 1973. - Vol. CT-20. - P. 599603.

59. Cutteridge O. P. D., Krzeczkowski A. J. Improved methods of synthesizing linear networks by coefficient matching // IEEE Trans. Circuit Syst. 1975. - Vol. CAS-22. -P. 486-489.

60. Gaunholt H. Design and predistortion of passive filters by optimization // Int. Jour. On Circ. Theory and App. -1974. Vol. 2, P. 391-396.

61. Fleischer P. E. Sensitivity minimization in a single amplifier biquad circuit // IEEE Trans. Circ. Syst. -1976. Vol. CAS-23. - P. 45-55.

62. Willams A. E., Bush W. G., Bonetti R. R. Predistortion Technique for Multicoupled Resonator Filters // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1985. - Vol. MTT-33. -P. 402-407.

63. Lee H.B., Carvey P., Evans D. Program refines circuit from rough design data // Electron. -1970. 43. - P. 58-65.

64. Leuenberger R., Christen E. A predistotrtion technique for Linear Networks // IEEE Trans. On Circ. and Syst. -1981. Vol. CAS-28. - P. 355-358.

65. Liu L. С. Т., Ku W. H. Computer-aided synthesis of lumped lossy matching network for monolithic microwave integrated circuit (MMIC's) // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. -1984. Vol. MTT-32. - P. 282-289.

66. Zhu L., Wu В., Sheng C. Real frequency technique applied to the synthesis of lumped broad-band matching network with arbitary nonuniform losses for MMIC's // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. -1988. Vol. 36. - P. 1614 -1620.

67. Zhu L. Computer-aided synthesis of a lossy commensurate line network and its application in MMIC's // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. -1991. Vol. 39. - P. 654-659.

68. Zhu L. A Novel approach to the synthesis of mixed lumped and distributed lossy networks // IEEE Microwave Theory Tech. Dig. -1992. P. 1355-1358.

69. Lin Q. A Design Method for Lumped BroadBand MMIC Matching Networks with Semiuniform Frequency-Dependent Losses // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. -1993.-Vol. 41.-P. 873-876.

70. Bahl I.J. Lumped elements for RF and microwave circuits. London-Boston: Artech House, 2003.-492 c.

71. De Geest J., Dhaene Т., Fache N., De Zutter D. Adaptive CAD-Model Building Algorithm for General Planar Microwave Structures // IEEE Trans. On Microwave Theory and Techniques. 1999. - Vol. 47. - P. 1801-1809.

72. Lehmensiek R., Meyer P. Creating accurate multivariate rational interpolation of microwave circuits by using efficient adaptive sampling to minimize the number of analyses // IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. 2001. - Vol. 49. - P. 14191430.

73. Hafid Zaabab A., Zhang Q.-J., Nakhla M.S. A Neural Network Modeling Approach to Circuit Optimization and Statical Design // IEEE Transaction on theory and techniques. 1995. - Vol. 43. - No. 6.

74. Данилин В. H., Кушниренко А. И., Петров Г. В. Аналоговые полупроводниковые интегральные схемы СВЧ. М.: Радио и связь, 1985. - 192 с.

75. Сигорский В.П., Калниболотский Ю.М., Королев Ю.В. Оптимальное решение задачи канонического синтеза электронных схем с помощью ЭВМ // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. -1968. Т. 11. - № 11. - С. 1182-1197.

76. Калниболотский Ю.М., Королев Ю.В. Синтез электронных схем. Киев: Ви-ща школа. -1979.

77. Нореиков И.П., Маничв В.Б. Основы теории и проектирования САПР. М.: Высшая школа. -1990.

78. Темнов В.М., Левенчон Л.С. Машинный синтез транзисторных СВЧ усилителей // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Радиоизмерительная техника. 1974. -№2.-С. 34-41.

79. Текшев В.Б. Параметрическо-структурный синтез широкополосных СВЧ усилителей // Радиотехника. -1989. № 6. - С. 31-23.

80. Фаио Р. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импе-дансов / Перевод с англ. под ред. Г.И. Слободенюка. М.: Советское радио, 1965.-72 с.

81. Mellor D.J., Linvill J.C. Synthesis of interstate networks of prescribed gain versus frequency slopes // IEEE Trans. -1975. Vol. MTT-23. - № 12. - P. 1013-1020.

82. Mellor D. J. Improved computer-aided synthesis tools for the design of matching networks for wide-band microwave amplifiers // IEEE Trans. 1986. - Vol. MTT-34. -№12.-P. 1276-1281.

83. Young G.P., Scanlan S.O. Matching network design studies for microwave transistor amplifiers // IEEE Trans. -1981. Vol. -№ 10. - P. 1027-1035.

84. Bandler J.W., Chen S.H. Circuit Optimization: The State of the Art // IEEE Trans. -1988. Vol. MTT-34. - № 12. - 1988. - Feb. - P. 424-443.

85. Покровский М. Ю. Декомпозиционный синтез транзисторных малошумящих широкополосных УВЧ и СВЧ усилителей: Дис. канд. техн. наук / М.Ю.Покровский. Томск: ТИАСУР, 1993. - 213 с.

86. Бабак Л.И., Покровский М.Ю. Автоматизированный структурный синтез корректирующих и согласующих цепей полупроводниковых СВЧ устройств // Тезисы докладов XII Всесоюзной научно-техн. конф. по твердотельной электронике СВЧ. Киев, 1990. - С. 230-231.

87. Бабак Л.И. Синтез технических устройств и систем с использованием проекций области работоспособности // Межд. научно-техн. конф. СИБКОНВЕРС'97: Сб. трудов конференции, Томск. - 1997. - С. 203-213.

88. Бабак Л.И., Поляков А.Ю. Design Problem Solver программа для решения задач проектирования технических устройств и систем // Межд. научно-техн. конф. СИБКОНВЕРС'97: Сб. трудов конференции, - Томск: ТУСУР, 1997. - С. 221-228.

89. Поляков А.Ю. Методологическое и программное обеспечение проектирования технических устройств и систем на основе метода проекций: Дис. . канд. техн. наук / А.Ю. Поляков. Томск: ТУСУР, 2000. - 405 с.

90. Бабак Л.И., Черкашин М.В., Зайцев Д.А. «Визуальное» проектирование корректирующих и согласующих цепей полупроводниковых СВЧ-устройств // Доклады ТУСУРа. 2006. - №6. - С. 11-26

91. Бабак Л.И. Синтез согласующих цепей и цепей связи транзисторных широкополосных усилителей по областям иммитанса // Радиотехника и электроника. -1995. Т. 40. - Вып. 10. - № 8. - С. 1550-1560.

92. Бабак Л.И. Проектирование транзисторных широкополосных СВЧ усилителей с двухполюсными цепями коррекции и обратной связи // Электронная техника. Серия 1. СВЧ техника. 1994. - № 2. - с. 16-19. -№ 3. - С. 9-16.

93. Вьюшков В. А. Синтез согласующих и корректирующих цепей на основе генетического алгоритма // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. трудов всероссийской научн.-техн. конф. Красноярск: изд-во КГТУ, 2003. - С. 327331.

94. Нефедьев А.В., Бабак Л.И. Структурный синтез транзисторных СВЧ усилителей при помощи генетических алгоритмов // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. трудов всероссийской научн.-техн. конф. Красноярск: КГТУ, -2005.-С. 220-223.

95. OMMIC, Inc. электронный ресурс., режим доступа: http://www.ommic.com.

96. Microwave Office, Applied Wave Research, Inc. электронный ресурс., режим доступа: http://www.appwave.com.

97. Разевиг В. Д., Потапов Ю. В., Курушин А. А. Проектирование СВЧ-устройств с помощью Microwave Office. Под ред. В. Д. Разевига. М:СОЛОН-Пресс, 2003. -496 с.

98. MATLAB, The Mathworks, Inc. электронный ресурс., режим доступа: www.mathworks.com

99. Гупта К., Гардж Р., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ устройств: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. - 432 с.

100. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирование: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1990. 288 с.

101. Potter A. HP RF compiler automates schematic capture and extends capabilities of circuit synthesis // Applied Microwave and Wireless. -1999. P. 109-117.

102. Фильтры и цепи СВЧ / Пер. с англ. Л. В. Алексеева. М: Связь. - 1976. - 248 с.

103. Матей Frank В.М., Hossain М.М, Antar Y.M.M. 23-GHz Low-noise amplifier using parallel feedback in 0.18-jim CMOS // Microwave and Opt. Tech. Letters. 2005.- Vol. 45. № 4. - P. 309-312.

104. Sussman-Fort S.E., Billonet L. MMIC-simulated inductors using compensated gyra-tors // Int. J. Microwave and Microwave Wave CAE. -1997, Vol.7. - № 3. - P. 241249.

105. Черкашин М.В. Интерактивный расчет широкополосных согласующих цепей // Межд. научно-техн. конф. СИБКОНВЕРС'97: Сб. трудов конференции, Томск: ТУСУР, - 1997. - С. 131-138.

106. Бабак Л.И., Поляков А.Ю. Автоматизированное проектирование мало-шумящих транзисторных СВЧ усилителей с реактивными согласующими цепями. // В сб.: «Доклады ТУСУР». Т. 1. - Вып. 1. - Томск: изд-во ТУСУРа. -1998. -С. 94-108.

107. Белоусов А.П., Каменецкий Ю.А. Коэффициет шума. -М.: Радио и связь, 1981. -112 с.

108. Medley M.W., Allen J.L. Broad-band GaAs FET amplifier design using negative-image device models // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1979. - V. MTT-27. -P. 784-788.

109. Mapple V, Maplesoft, Inc. электронный ресурс., режим доступа: http://www.maplesoft.com

110. Бабак Л.И., Черкашин М.В., Поляков А.Ю., Бодунов К.С., Дягилев А.В.

111. Программы "визуального" проектирования транзисторных СВЧ усилителей //15-я Межд. Крымская конф. "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2005): материалы конф. в 2 т. Севастополь: изд-во "Вебер". - 2005. -Т. 2.-С. 425-426.

112. Guyette А.С., Hunter I.C., Pollard R.D. A new class of selective filters using low-Q components suitable for MMIC implementation // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig.-2004.-P. 1959-1962.

113. Rizzoli V., Lipparini A. Computer-aided noise analysis of linear multiport networks of arbitrary topology // IEEE Trans. 1985. - Vol. MTT-33. - № 12. - P. 1507-1512.

114. Бабак Л.И. Автоматизированное проектирование СВЧ управляющих устройств на основе декомпозиционного подхода // Электронные средства и системыуправления: Матер. Междунар. научно-практ. конф. Томск: изд-во ИОА СО РАН. - 2005. - Ч. 1. - С. 106-110.

115. Шеерман Ф.И., Бабак Л.И., Зайцев Д.А. Интегрированная среда «визуального» проектирования корректирующих и согласующих цепей монолитных СВЧ устройств // Известия Томского политехнического университета. Томск, 2006. - Т. 309.-№8.-С. 166-171.

116. RFIC and MMIC design and technology / Под ред. I. D. Robertson. London: The Institution of Electrical Engineers, 2001. - 562 c.

117. Goldfarb M., Pucel R. Modeling Via Hole Grounds in Microstrip // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. Vol. 1. - No.6. - P. 135-137.

118. McCant A. J., McCormack G. D., Smith D. H. An Improved GaAs FET Model for SPICE // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1990. - Vol. MTT-38. - P. 822.1. REFERENCEon the application of "visual" design technique for active RF/microwave circuits

119. The "visual" design technique proposed offers several merits:

120. Various passive network synthesis problems, arising in the design of different active RF/microwave circuits, can be handled on the common ground.

121. In the active circuit design, requirements for a simultaneous set of circuit performances as well as graphically represented data (such as gain/noise circles, etc.) can be considered.

122. The user can directly control passive network configurations and element values which results in practical solutions.

123. With the "visual" technique, the power of computer is combined with great intellectual abilities of man, this leads to increasing the design efficiency.

124. The design procedure is simple and clear, therefore, even the user with insufficient grounding in the microwave circuit synthesis can successfully employ the "visual" CAD tool.

125. The use of the "visual" design technique has allowed to reduce the design time and to obtain novel original circuit configurations with excellent performances.fcqumc 'C\ v ■ „. -uides1. U>- n. ihonw,

126. UMGGFS Codex , l£Lg5 S:,-is 72 S3 F.-.x « « „t 76 491. Professor of IRCOM, Dr.1. Professor of IRCOM, Drr1.Billonnet1. B.Jarry

127. УТВЕРЖДАЮ Руководитель предприятия1. ОТЗЫВо применении методики «визуального» проектирования активных СВЧ устройств

128. Предложенная методика «визуального» проектирования активных СВЧ устройств имеет следующие достоинства:

129. Она позволяет на общей основе решить разнообразные задачи синтеза корректирующих и согласующих цепей, возникающие при проектировании активных СВЧ устройств различного типа.

130. Методика дает возможность учесть при проектировании требования одновременно к нескольким характеристикам активного устройства, а также использовать графически представленные исходные данные.

131. Пользователь может непосредственно контролировать структуру и значения всех элементов пассивной цепи, это разрешает получить практически реализуемые схемы.

132. Подход позволяет привлечь интеллектуальные способности человека по восприятию визуальной информации и принятию решений, это приводит к повышению эффективности проектирования.

133. Процедура проектирования проста и наглядна, поэтому она не требует высокой квалификации пользователя.

134. Указанная методика реализована в программах автоматизированного проектирования СВЧ усилителей AMP-CF, REGION и программе «визуального» проектирования пассивных цепей LOCUS.

135. Tel.0; Э 72 63 Fax OS SS 4S /6n^J)eccop IRCOM, доктор1. Б.Джарри1. УТВЕРЖДАЮ

136. Генеральный директор НПФ «Микран» Гюнтер В. Я.1. УТВЕРЖДАЮ

137. Ректор ТУСУ£г д.т.н., профессор Собзев А. В.1. С$\Ж1 г.' АКТ О ВНЕДРЕНИИ•программы интерактивного «визуального» прое: монолитных корректирующих и согласующих

138. Процедура проектирования проста и наглядна. Благодаря этому программу LOCUS может легко освоить пользователь, не обладающий обширной подготовкой в области синтеза цепей и не имеющий большого опыта в разработке ВЧ и СВЧ устройств.

139. Использование программы LOCUS-MMIC позволило сократить время на проектирование и получить новые схемы устройств, характеристики которых не уступают промышленным образцам известных зарубежных производителей СВЧ техники.

140. Зам. директора НПФ «Микран» по НИОКР Аржанов С. Н. спедаалист НПФ «Микран» Баров А. А.1. Пред!вдели ТУСУРа

141. Бабак JI. И. Зайцев Д. А. Шеерман Ф. И. 2007 г.1. УТВЕРЖДАЮ1. УТВЕРЖДАЮ

142. Генеральный директор НПФ «Микран» ^JdQUJB-tА^юнтер В. Я.- /\rvi и НП^ДГЬПНН1. W«

143. Монолитный малошумящий усилитель диапажЬщ1. АКТ О ВНЕДРЕНИИ

144. Зам. директора НПФ «Микран» по НИОКР Представители ТУСУРа1. S" 0% 2007 г.

145. Бабак Л. И. Черкашин М. В. Шеерман Ф. И.1. УТВЕРЖДАЮ Ректор ТУСУЕ*т.н., профессор Кобзев А. В. 2007 г.1. АКТ О ВНЕДРЕНИИпрограммы интерактивного «визуального» прое монолитных корректирующих и согласующих

146. Применение программы LOCUS-MMIC в учебных целях позволяет студентам понять принципы работы согласующих и корректирующих цепей, дает возможность освоить современные методики проектирования радиоэлектронных устройств, основанные на «визуальном» подходе.

147. Зав. кафедрой КСУП, д.т.н., професа1. Предд.т.н., профессор1. Шурыгин Ю. А.тели ТУСУРа Бабак Л. И. Зайцев Д. А.1. Шеерман Ф. И.10" ОТ 2007 г.