ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №6

УДК: 621.396.669

ВЛИЯНИЕ ТОЛЩИНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОГЛОТИТЕЛЯ

НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

В ИНТЕГРАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ

В.А. Трубченинов, С.В. Власов, Е. Жечев

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники,

634050, Россия, Томск, проспект Ленина, 40

Статья поступила в редакцию 11 марта 2025 г.

Аннотация. Современные тенденции развития электроники требуют разработки компактных и высокопроизводительных устройств, работающих в условиях высокого уровня электромагнитных помех (ЭМП). Для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) дифференциальных линий передачи (ДЛП) перспективным решением является применение электромагнитных поглотителей (ЭП). Однако влияние толщины таких поглотителей на временные и частотные характеристики линий в интегральном исполнении остается недостаточно изученным. В работе использованы методы моделирования, реализованные в программных продуктах TUSUR.EMC и COMSOL Multiphysics. Рассмотрена ДЛП на подложке из GaAs, при этом толщина ЭП варьировались от 0 до 20 мкм. Исследование включает анализ коэффициентов передачи и отражения, временных задержек и целостность сигнала. Цель исследования заключалась в определении оптимальной толщины ЭП, обеспечивающей максимальное подавление помех при минимальном влиянии на полезный сигнал. Результаты показали, что применение ЭП с толщиной 8 мкм снижает амплитуду помехи в 1,4 раза, увеличивает время прихода в 1,15 раза, а также уменьшает уровень отраженных сигналов в полосе заграждения до минус 13,16 дБ, но при этом ширина полосы пропускания уменьшается с 2,41 ГГц (при H = 0) до 1,03 ГГц (при H = 20 мкм). Таким образом, использование ЭП с оптимальной толщиной значительно повышает ЭМС ДЛП в интегральном исполнении. Полученные результаты могут быть использованы для проектирования высокочастотных устройств с улучшенными характеристиками помехозащищенности.

Ключевые слова: временной отклик, дифференциальная линия передачи, интегральное исполнение, частотные характеристики, электромагнитный поглотитель.

Финансирование: работа выполнена в рамках проекта FEWM-2024-0005 Минобрнауки России.

Автор для переписки: Трубченинов Вячеслав Анатольевич, slava.trubcheninov@mail.ru

Литература

1. Бабунько С.А., Орлов О.С. Комплексная миниатюризация СВЧ-приборов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. – 2010. – Т. 13. – №. 1. – С. 61-72.

2. Летавин Д.А. Миниатюризация микрополосковых СВЧ-устройств: магистерская диссертация: дис. – 2016.

3. Борейко Д., Хроленко Т., Яковлев А. Унифицированные полосовые LC-фильтры, выполненные по интегральной технологии // Современная электроника. – 2015. – №. 7. – С. 38-40.

4. Борейко Д.А., Князева А.Р. Интегральные катушки индуктивности с уменьшенной площадью // Техника радиосвязи. – 2021. – №. 1. – С. 86-94.

5. Lima D.A.C. et al. Review of Bus Differential Protection Using IEC 61850 // Energies. – 2022. – Т. 15. – №. 24. – С. 9537.

6. Zhou P. et al. A novel ultra-wideband common-mode suppression circuit based on multi-mode transmission line // 2018 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT). – IEEE, 2018. – С. 1-3.

7. Костелецкий В.П., Заболоцкий А.М. Полосковая структура, защищающая от сверхкоротких импульсов в дифференциальном и синфазном режимах // Системы управления, связи и безопасности. – 2021. – №. 2. – С. 130-141.

8. Исайчева А.В. и др. Влияние побочных электромагнитных излучений и наводок на передаваемую информацию в цифровых видеоинтерфейсах dvi и hdmi // Концепции, инструменты и технологии развития современной науки и техники. – 2023. – С. 73-76.

9. Богодистова Е.С. Анализ физической и логической организации интерфейса USB // Инновационные, информационные и коммуникационные технологии. – 2020. – С. 197-203.

10. Дугин Е. Применение межплатных соединителей Samtec QStrip серий QTH/QSH для высокоскоростной передачи данных в системах стандарта PCI Express 3‑го поколения с пропускной способностью 8 ГТ/с // Компоненты и технологии. – 2015. – №. 9. – С. 126-130.

11. Егоров Д.В., Бобков В.Д. Исследование способов борьбы с электромагнитными помехами на печатных платах // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации. – 2019. – С. 51-53.

12. Юрков Н.К., Андреев П.Г., Жумабаева А.С. Проблема обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». – 2015. – Т. 1. – С. 201-203.

13. Костелецкий В.П. Обзор гибридных фильтров для защиты радиоэлектронных средств от кондуктивных помех // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2022. – Т. 25. – №. 1. – С. 37-47.

14. Zhang M. et al. Electromagnetic absorber converting radiation for multifunction // Materials Science and Engineering: R: Reports. – 2021. – Т. 145. – С. 100627.

15. Трубченинов В.А., Власов С.В., Жечев Е.С., Заболоцкий А.М. Методы компоновки электромагнитных поглотителей в структурах малогабаритных модальных фильтров // Журнал радиоэлектроники. –2024. – №. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.10.14

16. Лист широкополосного поглотителя СВЧ-энергии ЗИПСИЛ 601 РПМ-01 (СВЧ-поглотитель). Официальный сайт компании «Зипсил»: https://www.zipsil.ru/high-loss-microwave-absorber-silicone-sheets/ (дата обращения: 30.10.2024).

17. Кечиев Л. Печатные платы и узлы гигабитной электроники. – Litres, 2018.

18. Zhou Y., Chen Y. Properties of mixed‐mode S‐parameters // Microwave and Optical Technology Letters. – 2008. – Т. 50. – №. 11. – С. 2869-2874.

19. Куксенко С.П. и др. Новые возможности системы моделирования электромагнитной совместимости TALGAT // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2015. – №. 2 (36). – С. 45-50.

20. Zimmerman W.B.J. Introduction to COMSOL multiphysics // Multiphysics modeling with finite element methods. – 2006. – P. 1-26.

Для цитирования:

Трубченинов В.А., Власов С.В., Жечев Е. Исследование влияния электромагнитного поглотителя на временные и частотные характеристики дифференциальной линии передачи // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.6.6