В ЛЭТИ узнали, как улучшить работу СВЧ-приборов

В основе работы радиолокационных и телекоммуникационных систем лежат технологии сверхвысокочастотной электроники (СВЧ). На данный момент СВЧ-приборы на основе полупроводниковых и ферритовых материалов, используемые в этих системах, обладают рядом недостатков.

Среди них – большие энергетические потери, низкое быстродействие и высокое энергопотребление. Поэтому поиск альтернативных материалов с новыми свойствами и технологий, обеспечивающих улучшение рабочих параметров элементной базы СВЧ-электроники, – актуальная научная задача.

Одним из путей решения существующей проблемы несовершенства компонентной базы для СВЧ применений можно назвать использование сегнетоэлектрических материалов, превосходящих по ряду электрофизических характеристик как полупроводники, так и ферриты.

«Существует целый класс сегнетоэлектрических материалов, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью, перспективный для СВЧ применений. На основе сегнетоэлектрических материалов могут быть созданы управляемые устройства СВЧ-электроники: конденсаторы с изменяемой емкостью, фазовращатели, линии задержки, управляемые фильтры», – говорит профессор кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрей Вилевич Тумаркин.

Результаты научно-исследовательской работы ученых ЛЭТИ «Новая компонентная база сверхвысокочастотной электроники на основе нелинейных диэлектриков» в перспективе позволят предложить альтернативу полупроводниковым и ферритовым материалам для применения на сверхвысоких частотах.

Проект, реализуемый научной группой кафедры физической электроники и технологии (ФЭТ) в составе доцентов Андрея Геннадиевича Алтынникова, Романа Андреевича Платонова и ассистента Евгения Николаевича Сапего под руководством профессора Андрея Вилевича Тумаркина, был отмечен грантом молодежного конкурса инновационных проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

В ходе выполнения работ по проекту, учеными разработан сегнетоэлектрический фазовращатель – сверхвысокочастотный элемент, способный управлять фазой СВЧ-сигнала за счет изменения диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика под действием электрического поля. Прибор представляет собой многослойную структуру, состоящую из сегнетоэлектрических и проводящих слоев на подложке карбида кремния и рассчитан на работу при высоких уровнях СВЧ-мощности.

«Преимуществом разработанного нами фазовращателя является использование подложки карбида кремния – материала с высокой теплопроводностью, что позволяет повысить рабочую мощность устройства и избежать его перегрева», – рассказал ассистент кафедры ФЭТ Евгений Николаевич Сапего. Экспериментальный образец фазовращателя уже создан и ведутся исследования его электрофизических и мощностных характеристик совместно с коллегами компании RODE & SHWARZ.