ЧАСТОТНО-ВИБІРНІ ПРИСТРОЇ НА ОСНОВІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КРИСТАЛІВ : ЧАСТОТНО-избирательные УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ электромагнитных кристаллов

Краткое описание

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

На правах рукопису

НАЗАРЬКО АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ

УДК 621.372.543

ЧАСТОТНО-ВИБІРНІ ПРИСТРОЇ НА ОСНОВІ
ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КРИСТАЛІВ

Спеціальність 05.12.13 Радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій

ДИСЕРТАЦІЯ
на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук

Науковий керівник:
Нелін Євгеній Андрійович,
д.т.н., проф.

Київ 2012
2
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ ................................................................ 5
ПЕРЕЛІК ПОЗНАЧЕНЬ ..................................................................................... 6
ВСТУП ................................................................................................................. 8
РОЗДІЛ 1 ФОТОННІ КРИСТАЛИ ТА ПРИСТРОЇ НА ЇХ ОСНОВІ .......... 13
1.1. Квантово-механічна аналогія ................................................................ 13
1.2. Фотонні кристали ................................................................................... 17
1.2. Електромагнітні мікросмужкові кристали .......................................... 20
1.3. Електромагнітні мікросмужкові кристали зі складними
неоднорідностями заземленої поверхні ...................................................... 24
1.4. Структури з неоднорідностями сигнального провідника .................. 30
1.5. Постановка задачі .................................................................................. 31
РОЗДІЛ 2 МОДЕЛІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КРИСТАЛІВ ........................ 35
2.1. Тривимірний аналіз електромагнітних структур ................................ 35
2.2. Чисельні методи електродинаміки ....................................................... 37
2.2.1. Метод скінченних різниць в часовій області ................................ 38
2.2.2. Метод скінченних інтегралів .......................................................... 40
2.3. Розв’язувачі в частотній та часовій областях ..................................... 49
2.4. Особливості моделювання електромагнітних кристалів в
середовищі Microwave Studio ...................................................................... 56
2.4.1. Особливості сіткового розбиття ..................................................... 57
2.4.2. Особливості встановлення портів .................................................. 63
2.4.3. Граничні умови та симетрія структури ......................................... 66
Висновки ........................................................................................................ 68
РОЗДІЛ 3 КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ
КРИСТАЛІВ ................................................................................................... 70
3.1. Порівняльний аналіз ефективності електромагнітнокристалічних
неоднорідностей ............................................................................................ 70
3.2. Аналіз особливостей електромагнітнокристалічних
неоднорідностей ............................................................................................ 75
3
3.3. Аналіз впливу втрат на характеристики
електромагнітнокристалічних фільтрів ...................................................... 79
3.4. Вплив форми неоднорідностей на характеристики
електромагнітних кристалів ......................................................................... 81
3.5. Порівняльний аналіз ефективності запропонованих та
традиційних структур ................................................................................... 85
Висновки ........................................................................................................ 92
РОЗДІЛ 4 ВИСОКОВИБІРНІ ПРИСТРОЇ НА ОСНОВІ
ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КРИСТАЛІВ ........................................................ 93
4.1. Електромагнітні кристали на основі низькоімпедансних
неоднорідностей ............................................................................................ 93
4.1.1. Електромагнітні кристали на основі неоднорідностей зі сторони
металізованої поверхні .............................................................................. 93
4.1.2. Електромагнітні кристали на основі неоднорідностей зі сторони
сигнальної поверхні ................................................................................... 95
4.1.3. Електромагнітні кристали на основі низько-/вискоімпедансних
неоднорідностей ......................................................................................... 96
4.2. Резонансні кристалоподібні структури та вузькосмугові фільтри
на їх основі ..................................................................................................... 98
4.2.1. Вузькосмугова фільтрація на основі одно- та двобар'єрних
кристалоподібних структур ...................................................................... 98
4.2.2. Вузькосмуговий фільтр на основі двовимірних кристалоподібних
неоднорідностей ....................................................................................... 104
4.2.3. Синтез фільтра на основі тривимірних кристалоподібних
неоднорідностей в середовищі Microwave Studio ................................ 107
4.3. Експериментальні дослідження електромагнітних кристалів та
пристроїв на основі низькоімпедансних неоднорідностей ..................... 112
4.3.1. Електромагнітний кристал ............................................................ 112
4.3.2. Вузькосмуговий фільтр ................................................................. 113
4.3.3. Фільтр нижніх частот .................................................................... 114
4.4. Двофазні кристалоподібні структури ................................................ 115
4
4.4.1. Двофазні імпедансні залежності .................................................. 115
4.4.2. Двофазні електромагнітні кристали ............................................ 118
4.4.3. Смугові фільтри ............................................................................. 121
4.5. Методика проектування електромагнітнокристалічних фільтрів... 124
Висновки ...................................................................................................... 128
ВИСНОВКИ ..................................................................................................... 130
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ....................................................... 131
ДОДАТОК А АКТИ ВПРОВАДЖЕННЯ ..................................................... 143

5
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
1D, 2D, 3D — відповідно одновимірний, двовимірний і тривимірний.
ВВ — внесені страти.
ҐЦК-ґрати  ґранецентровані кубічні ґрати.
ДБС  двобар’єрна структура.
ЕК  електромагнітний кристал.
ЕКд — двофазний ЕК.
ЗЗ — заборонена зона.
КС  кристалоподібна структура.
КСд — двофазна КС.
МСЛ — мікросмужкова лінія.
ФЗЗ  фотонна ЗЗ.
ФК  фотонний кристал.
HPDGS  горизонтально-періодична DGS.
DGS — неоднорідність в заземленій поверхні.
DMS — неоднорідність на сигнальній поверхні.
DG(M)S — неоднорідності в заземленій (сигнальній) поверхні.
FDTD — метод скінченних різниць в часовій області.
FIT — метод скінченних інтегралів.
FS — розв’язувач в частотній області.
MGE — рівняння Максвелла на сітці.
MSS — ієрархічна схема нанесення підсітки.
MWS  CST Microwave Studio.
PBA — техніка ідеальної апроксимації межі.
PEC — ідеальний електричний провідник.
PMC — ідеальний магнітний провідник.
TS — розвязувач в часовій області.
TST — техніка тонкого листа.
VPDGS  вертикально-періодична DGS.
6
ПЕРЕЛІК ПОЗНАЧЕНЬ
a — довжина структури ЕК або ЕК-фільтра.
b — ширина структури ЕК або ЕК-фільтра.
d — діаметр отворів.
fmin — частота мінімума коефіцієнта проходження в ЗЗ.
f0 — середня частота ЗЗ по перших нулях, середня частота смугового фільтра
або резонансна частота DGS.
k — хвильове число.
kр — коефіцієнт розширення хвилеводного порту.
kc — коефіцієнт сповільнення хвилі.
l — довжина неоднорідності.
lм — довжина області металізації.
n — кількість неоднорідностей.
p — період КС, напівперіод КСд.
R, r — коефіцієнт відбиття.
s — товщина основи МСЛ.
s΄ — товщина діелектрика неоднорідності.
t — товщина мідної фольги (та металізації отворів).
tgδ — тангенс кута діелектричних втрат матеріалу на частоті 10 ГГц.
Tmin — мінімум коефіцієнта проходження в ЗЗ.
w — ширина сигнального провідника.
Z0 — імпеданс однорідного середовища.
Zmin — мінімальне значення імпедансу.
Zmax — максимальне значення імпедансу.
 — нерівномірність в смузі пропускання.
ΔF — відносна ширина ЗЗ по перших нулях.
Δf — абсолютна ширина смуги подавлення.
Δf-3 — ширина смуги пропускання за рівнем 3 дБ.
 — відносна діелектрична проникність матеріалу.
7
е — ефективна діелектрична проникність матеріалу.
d — подвоєний набіг фаз на відстані d.
r  різниця фаз при відбитті.
0 — довжина хвилі на частоті f0.
ρн,в — відношення імпедансу низько/високоімпедансної області ЕК до
імпедансу однорідної області.
8
ВСТУП
Актуальність теми. Мікросмужкові частотно-вибірні пристрої мають
широке застосування в радіотехнічних системах різного призначення. Значного
розвитку набули телекомунікаційні технології в діапазонах LKu, наприклад,
WiMAX (1,513,6 ГГц). Для таких систем необхідні високоефективні пристрої
нового покоління. Розвиток фотонних кристалів (ФК) привів до появи
мікросмужкових електромагнітних кристалів (ЕК) радіодіапазону. ФК і ЕК —
кристалоподібні структури (КС), утворені періодично розміщеними
неоднорідностями. У КС пропускання хвиль обумовлене резонансним
проходженням в дозволених зонах і тунелюванням в заборонених. Ці ефекти
забезпечують гранично можливий діапазон керування хвилями: від повного
пропускання до майже повного непропускання.
В ЕК-пристроях виконують двовимірні неоднорідності на заземленій або
сигнальній поверхнях. Ефективність ЕК-неоднорідності визначається
відношенням імпедансів неоднорідної і однорідної областей. Відомі
ЕК-неоднорідності лише високоімпедансні і лише вдвічі підвищують
максимальне значення імпедансу порівняно з традиційними мікросмужковими
лініями, що забезпечують імпеданси в діапазоні ~20100 Ом. Як показали
наші дослідження, тривимірні високоімпедансні та низькоімпедансні
ЕК-неоднорідності дозволять значно розширити діапазон імпедансів
(~5500 Ом), що суттєво підвищить ефективність ЕК-пристроїв.
Кристали та КС утворені ідентичними неоднорідностями і
характеризуються однофазною потенціальною або імпедансною залежністю.
Штучна КС може мати і більш складну імпедансну залежність, що відкриває
додаткові можливості у формуванні її зонної діаграми. Нами запропоновано
двофазну залежність [1], при якій частоти дозволених та заборонених зон вдвічі
менші, ніж при однофазній. Відповідно, вдвічі зменшуються розміри пристроїв
на основі двофазних КС.
ЕК — складні тривимірні структури, для моделювання яких необхідно
9
використовувати тривимірні електромагнітні моделі на основі методів
скінченного інтегрування та скінченних елементів. З урахуванням особливостей
конструкції ЕК виникає необхідність обґрунтування прийнятних методів
моделювання.
Таким чином, актуальною є науково-прикладна задача створення
високоефективних ЕК та частотно-вибірних пристроїв на їх основі.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота
виконана згідно тематики наукових досліджень Національного технічного
університету України «Київський політехнічний інститут» в рамках
держбюджетних НДР 2008-2011 рр. «Розробка фізико-технічних основ
наноелектронних кристалоподібних пристроїв обробки сигналів»
(№ держреєстрації 0108U000622) та «Високовибірні резонансно-тунельні
кристалоподібні пристрої обробки сигналів» (№ держреєстрації 0110U002398).
За результатами роботи створено нові дисципліни «Фізико-технічні основи
мікросистемної техніки», «Моделювання мікро- і наноструктур» та «САПР
мікро- і наносистем» за новою спеціальністю «Інтелектуальні технології
мікросистемної радіоелектронної техніки» на радіотехнічному факультеті
НТУУ «КПІ».
Мета роботи та задачі дослідження. Метою роботи є створення
високоефективних ЕК та частотно-вибірних пристроїв на їх основі.
Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі задачі:
1. Аналіз фізико-технічних основ та дослідження ефективності типових
КС.
2. Дослідження особливостей застосування методів тривимірного
електромагнітного моделювання для побудови моделей ЕК, створення та
обґрунтування сіткових візуальних моделей ЕК в середовищі CST
Microwave Studio (MWS).
3. Створення принципових технічних рішень високовибірних
ЕК-неоднорідностей зі значним, в рази, розширенням діапазону
хвильових імпедансів.
10
4. Розробка, комп’ютерне і експериментальне дослідження оригінальних
резонансних ЕК та частотно-вибірних пристроїв на їх основі.
5. Створення та дослідження двофазних КС (КСд) з суттєвим, в два рази,
зменшенням розмірів у порівнянні з відомими однофазними; розробка та
експериментальне дослідження частотно-вибірних пристроїв на основі
двофазних ЕК.
6. Розробка методології проектування частотно-вибірних пристроїв на
основі високоефективних ЕК.
Методи дослідження: метод скінченних інтегралів для задач
електродинаміки, узагальнений імпедансний підхід та узагальнена модель
неоднорідної лінії передачі (НЛП), методи математичної оптимізації, методи
комп’ютерного моделювання та комп’ютерного експерименту в середовищах
Mathcad і MWS. Експериментальні дослідження пристроїв виконано на
спеціалізованих вимірювальних стендах.
Наукова новизна роботи полягає в наступному:
1. Запропоновано і досліджено низькоімпедансні ЕК, що відрізняються
суттєво більш високою ефективністю у порівнянні з традиційними
високоімпедансними.
2. На основі узагальненого імпедансного підходу запропоновано і
досліджено одно- та двофазні імпедансні структури з резонансним
проходженням хвиль.
3. Запропоновано та досліджено двофазні КС, які дозволяють зменшити
габарити пристроїв приблизно вдвічі у порівнянні з однофазними.
4. Створено і досліджено одно- і тривимірні моделі запропонованих ЕК,
розроблено методику проектування частотно-вибірних ЕК-пристроїв з
характеристиками різних типів.
Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і
рекомендацій ґрунтуються на використанні апробованих математичних та
комп’ютерних моделей, на відповідності отриманих результатів та на їх
взаємній відповідності, на відповідності отриманих результатів відомим, на
11
внутрішній перевірці розроблених моделей, на перевірці базових теоретичних
результатів експериментальними дослідженнями.
Практичне значення отриманих результатів.
1. Створені нові конструктивні рішення ЕК та ЕК-пристроїв відрізняються
високою селективністю та технологічністю і захищені 8 патентами
України.
2. На основі розроблених візуальних моделей, методології проектування
високоефективних ЕК та створених технічних рішень ЕК розроблено
методику проектування ЕК та ЕК-пристроїв.
3. За результатами роботи створено нові дисципліни «Фізико-технічні
основи мікросистемної техніки», «Моделювання мікро- і наноструктур»
та «САПР мікро- і наносистем» за новою спеціальністю «Інтелектуальні
технології мікросистемної радіоелектронної техніки» на
радіотехнічному факультеті НТУУ «КПІ».
4. Результати дисертаційної роботи впроваджено в ТОВ «Авіарм».
Особистий внесок автора: запропоновано оригінальні технічні рішення
ЕК-неоднорідностей та ЕК; розроблено методику побудови візуальних моделей
ЕК в середовищі MWS; отримано і проаналізовано результати моделювання ЕК
та ЕК-фільтрів, розроблено топології макетів та виконано їх експериментальне
дослідження; розроблено методику проектування високоефективних
ЕК-пристроїв.
Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень
доповідались на:
 Proc. X, XI International Conference The experience of designing and
application of CAD systems in microelectronics” (Поляна-Свалява,
2009 р., 2011 р.),
 XII international conference for young researchers Wave Electronics and
Its Applications in the Information and Telecommunication Systems”
(Санкт-Петербург, 2009 р.),
12
 II, ІІІ, IV науково-технічних конференціях студентів, аспірантів та
молодих вчених радіотехнічного факультету НТУУ «КПІ»
Радіоелектроніка в ХХІ столітті” (Київ, 2008 — 2010 рр.),
 14-му, 15-му міжнародному молодіжному форумі Радіоелектроніка і
молодь в ХХІ ст.” (Харків, 2010 р., 2011 р.),
 6-ой, 8-ой международных молодежных научно-технических
конференциях Современные проблемы радиотехники и
телекоммуникаций «РТ-2010», «РТ-2012»” (Севастополь, 2010 р.,
2012 р.).
 13-й международной научно-практической конференции
Современные информационные и электронные технологии” (Одеса,
2012 р.).
Публікації. За темою дисертації опубліковано 31 наукову роботу, з яких
11 статей в періодичних фахових виданнях, зокрема 5 — в закордонних
журналах, отримано 1 патент України на винахід, 12 тез доповідей на науково-технічних конференціях, 9 з яких міжнародні, отримано 7 патентів України на
корисну модель.
Структура та об’єм дисертації. Дисертація складається зі вступу,
чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та одного додатку.
Загальний об’єм дисертації — 145 сторінок, включаючи 107 рисунків,
4 таблиці. Список використаних джерел містить 104 найменування. Додаток
містить акти впровадження результатів дисертаційної роботи

Список литературы

ВИСНОВКИ
В дисертації отримано науково обґрунтовані результати в області
радіотехнічних пристроїв частотної фільтрації сигналів, які дозволяють
розв’язати важливу науково-прикладну задачу розробки високовибірних
пристроїв на основі ЕК.
1. Запропоновані низькоімпедансні ЕК-неоднорідності, що
характеризуються високою погонною ємністю, на відміну від традиційних
високоімпедансних неоднорідностей на основі високої погонної
індуктивності, забезпечують суттєве підвищення ефективності ЕК-пристроїв.
Такі неоднорідності зменшують мінімальне значення хвильового імпедансу
мікросмужкової лінії Zmin з 20 Ом до 4 Ом, що відповідає збільшенню
значення відносного імпеданса ρ з 2,5 до 12,5. Найвищу ефективність
забезпечує неоднорідність з суміщенням низько- і високоімпедансних
областей, для якої ρ = 37,5.
2. Теоретично тривимірним моделюванням та експериментально
доведено, що ЕК на основі запропонованих неоднорідностей забезпечують
підвищення вибірності на 2040 дБ. Показано, що в візуальній тривимірній
моделі ЕК для типових основ вертикальний розмір порту має складати ±4s,
де s — товщина основи.
3. Теоретично та експериментально доведено, що запропонованій в
роботі принципово новій потенціальній залежності — двофазній —
відповідає зменшення частот дозволених і заборонених зон приблизно вдвічі
у порівнянні з однофазною. Відповідно вдвічі зменшуються розміри структур
і пристроїв на їх основі.
4. Розроблені одно- та двофазні імпедансні структури з резонансним
проходженням хвиль, реалізовані у вузькосмуговому, смугових та НЧ-типу
ЕК-фільтрах, у порівнянні з традиційними характеризуються високою
вибірністю, низькими внесеними втратами та малими габаритами. Так,
вузькосмуговий фільтр має такі параметри: f0 = 3,2 ГГц, Δf-3 = 0,18 ГГц,
ВВ = 1,5 дБ; Z = 8,4 Ом, що в 2,5 рази менше, ніж Zmin; довжина фільтра
1,17 λ0 (λ0 — довжина хвилі на частоті f0).
131
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Назарько А. И., Нелин Е. А., Попсуй В. И., Тимофеева Ю. Ф. Двухфазный
электромагнитный кристалл // Письма в ЖТФ. — 2011. — Т. 37, Вып. 4. —
С. 81—86.
2. Спроул Р. Современная физика. Квантовая физика атомов, твердого тела и
ядер. — М.: Наука, 1974. — 592 с.
3. Yablonovitch E. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and
electronics // Phys. Rev. Lett. — 1987. — Vol. 58, N 20. — P. 2059—2062.
4. Photonic Nano-Structure Research Group [Електронний ресурс] — Режим
доступу до ресурсу:
http://www.brl.ntt.co.jp/group/shitsubi-g/project2/index.html.
5. Meade R. D., Devenyi A., Joannopoulos J. D. et al. Novel applications of photonic
band gap materials: Low-loss bends and high Q cavlties // J. Appl. Phys. — 1994.
— Vol. 75, N 9. — P. 4753—4755.
6. Yablonovitch E., Gmitter T. J., Leung K.M. Photonic band structure: the face-centered-cubic case imploying nonspherical atoms // Phys. Rev. Lett. — 1991. —
Vol. 67, N 17. — P. 2295—2298.
7. Temelkuran B., Ozbay E., Sigalas M. et al. Reflection properties of metallic
photonic crystals // Appl. Phys. A. — 1998. — Vol. 66, N 3. — P. 363—365.
8. Maradudin A. A., McGurn A. R. Photonic band structure of a truncated, two-dimensional, periodic dielectric medium // J. Opt. Soc. Am. B. — 1993. —
Vol. 10, N 2. — P. 307—313.
9. Radisic V., Qian Y.; Itoh T. Broad-band amplifier using dielectric photonic
bandgap structure // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. — 1998. —
Vol. 8, № 1. — P. 13—14.
10. Голубев В. Г., Кособукин В. А., Курдюмов Д. А. и др. Фотонные кристаллы
с перестраиваемой запрещенной зоной на основе заполненных и
инвертированных композитов опал  кремний // ФТП. — 2001. — Т. 35,
вып. 6. — C. 710—713.
132
11. Богомолов В. Н., Парфеньева Л. С., Смирнов И. А. и др. Прохождение
фононов через фотонные кристаллы  среды с пространственной
модуляцией акустических свойств // ФТТ. — 2002. — Т. 44, вып. 1. —
С. 175—179.
12. Notomi M., Tamamura T., Kawashima T. et al. Drilled alternating-layer three-dimensional photonic crystals having a full photonic band gap // Appl. Phys.
Lett. — 2000. — Vol. 77, N 26. — P. 4256—4258.
13. Johnson S. G., Joannopoulos J. D. Three-dimensionally periodic dielectric
layered structure with omnidirectional photonic band gap // Appl. Phys. Lett. —
2000. — Vol. 77, N 22. — P.3490—3492.
14. Radisic V., Qian Y., Coccioli R., Itoh T. Novel 2-D photonic bandgap structures
for microstrip lines // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. — 1998. —
Vol. 8, N 2. — P. 69—71.
15. Lopetegi T., Falcone F., Sorolla M. Bragg reflectors and resonators in microstrip
technology based on electromagnetic crystal structures // International Journal of
Infrared and Millimeter Waves. — 1999. — Vol. 20, N 6. — P. 1091—1102.
16. Lopetegi T., Laso M. A. G., Gonzalo R. et al. Electromagnetic crystals in
microstrip technology // Opt Quant Electron. — 2002. — Vol. 34, N 13. —
P. 279—295.
17. Erro M. J., Arnedo I., Laso M. A. G. et al. Phase reconstruction in photonic
crystals from S-parameter magnitude in microstrip technology // Opt Quant
Electron. — 2007. — Vol. 39, N 46. — P. 321—331.
18. Rumsey I., Piket-May M., Kelly P.K. Photonic bandgap structures used as filters
in microstrip circuits // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. — 1998. —
Vol. 8, N 10. — P. 336—338.
19. Kim B. S., Lee J. W., Song M. S. An implementation of harmonic-suppression
microstrip filters with periodic grooves // IEEE Microwave and Wireless
Components Letters. — 2004. — Vol. 14, N 9. — P. 413—415.
20. Mollah Md. N., Karmakar N. C., Fu J. S. Uniform circular photonic bandgap
structures (PBGSs) for harmonic suppression of a bandpass filter // International
133
Journal of Electronics and Communications. — 2008. — Vol. 62, N 10. —
P. 717—724.
21. Huang S. Y., Lee Y. H. A tapered small-size EBG microstrip bandstop filter
design with triple EBG structures // Microwave and Optical Technology
Letters. — 2005. — Vol. 46, N 2. — P. 154—158.
22. Weng L. H., Guo Y. C., Shi X. W. et al. An overview on defected ground
structure // Progress In Electromagnetics Research. — 2008. — Vol. 7, B. —
P. 173—189.
23. Wang X.-H., Wang B.-Z., Chen K. J. Compact broadband dual-band bandpass
filters using slotted ground structures // Progress In Electromagnetics
Research. — 2008. — PIER 82. — P. 151—166.
24. Mohra A. S. Compact lowpass filter with sharp transition band based on defected
ground structures // Progress In Electromagnetics Research Letters. — 2009. —
Vol. 8. — P. 83—92.
25. Shobeyri M. and Vadjed-Samiei M. H. Compact ultra-wideband bandpass filter
with defected ground structure // Progress In Electromagnetics Research
Letters. — 2008. — Vol. 4. — P. 25—31.
26. Chen X., Wang L., Shi X. Build lowpass filters with elliptic DGS // Microwaves
& RF. — 2009. — Vol. 48, N 1. — P. 74—79.
27. Liu H., Sun L., Z. Li Z. et al. Propagation characteristics of microstrip lines
(MTLs) with defected ground structure slots: theory and application // Journal of
Circuits, Systems, and Computers. — 2007. — Vol. 16, N 5. — P. 731—743.
28. Lim J.-S., Lee Y.-T., Kim C.-S. et al. A vertically periodic defected ground
structure and its application in reducing the size of microwave circuits // IEEE
Microwave And Wireless Components Letters. — 2002. — Vol. 12, N 12. —
P. 479—481.
29. Chen J., Weng Z.-B., Jiao Y.-C. et al. Lowpass filter design of hilbert curve ring
defected ground structure // Progress In Electromagnetics Research. — 2007. —
PIER 70. — P. 269—280.
134
30. Tirado-Mendez J. A., Jardon-Aguilar H., Andrade-Gonzalez E. A. et al. A
simplified method to reduce dimensions of planar passive circuits using defected
ground and defected microstrip structures // Microwave Journal. — 2007. —
Vol. 50, N 11. — P. 58—70.
31. Kazerooni M.,Cheldavi A. Simulation, analysis, design and application of array
defected microstrip structure (ADMS) filters using rigorously coupled multi-strip
(RCMS) method // Progress In Electromagnetics Research. — 2006. —
PIER 63. — P. 193—207.
32. Xin Y. X., Wang B.-Z., He J. et al. A novel Schiffman phase shifter with a
defected microstrip structure // J. of Electromagn. Waves and Appl. — 2008. —
Vol. 22, N 2/3 — P. 187—193.
33. Назарько А. И., Нелин Е. А., Попсуй В. И., Тимофеева Ю. Ф.
Высокоизбирательный электромагнитный кристалл // ЖТФ. — 2010. —
Т. 80, Вып. 4. — С. 138—139.
34. Назарько А. И., Нелин Е. А., Попсуй В. И., Тимофеева Ю. Ф.
Электромагнитные кристаллы на основе низкоомных неоднородностей //
ЖТФ. — 2011. — Т. 81, Вып. 5. — С. 142—143.
35. Назарько А. И. Микрополосковые электромагнитные кристаллы с
низкоимпедансными неоднородностями // Технология и конструирование в
электронной аппаратуре. — 2012. — № 1. — С. 44—48.
36. Бублик А. В., Голубничий Е. А., Назарько А. И. Электромагнитный анализ
резонансных структур в частотной и временной областях // Современные
проблемы радиотехники и телекоммуникаций «РТ-2012»: Материалы 8-ой
междунар. молодежной науч.-техн. конф. — Севастополь: Изд-во
СевНТУ. — 2012. — С. 240.
37. Патент України на корисну модель UA 53885 U, МПК (2009) H01P 3/08
Фотоннокристалічний пристрій / Тимофєєва Ю. Ф.; Назарько А. І.; Нелін Є.
А, Попсуй В. І. — u201003531; заявл. 26.03.2010; опубл. 25.10.2010;
Бюл. №20.
135
38. Nazarko A., Timofeeva J., Nelin E. High Selective Photon Crystal Structures //
Proc. X International Conference The experience of designing and application of
CAD systems in microelectronics”. — Lviv-Polyana, Ukraine. — 2009. —
P. 116—117.
39. Nazarko A., Nelin E., Timofeeva J. High efficiency electromagnetic crystal // XII
international conference for young researchers Wave Electronics and Its
Applications in the Information and Telecommunication Systems”. —
St. Petersburg, Russia. — 2009. — P. 45.
40. Биденко П. С., Назарько А. И. Трехмерное моделирование
микрополосковых неоднородностей в заземленной поверхности //
Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций «РТ-2012»:
Материалы 8-ой междунар. молодежной науч.-техн. конф. — Севастополь:
Изд-во СевНТУ. — 2012. — С. 239.
41. Davidson D. B. Computational Electromagnetics for RF and Microwave
Engineering, Second Edition. — Cambridge University Press, 2010. — 530 p.
42. Swanson D. G. Jr., Hoefer W. J. R. Microwave Circuit Modeling Using
Electromagnetic Field Simulation. — Boston, MA: Artech House Publishers,
2003. — 488 p.
43. Yu W., Yang X., Liu Y. et al. Advanced FDTD Methods. Parallelization,
Acceleration, and Engineering Applications. — Norwood, MA: Artech House,
2011. — 270 p.
44. Itoh T. Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-wave Passive
Structures — New York: Wiley, 1989. — 707 p.
45. van Rienen U. Numerical Methods in Computational Electrodynamics: Linear
Systems in Practical Applications. Lecture Notes in Computational Science and
Engineering. — Berlin: Springer, 2001. — Vol. 12. — 393 p.
46. Marklein R. The Finite Integration Technique as a General Tool to Compute
Acoustic, Electromagnetic, Elastodynamic, and Coupled Wave Fields // Review
of Radio Science: 1999-2002. — Wiley, USA. — 2002. — P. 201—244.
136
47. Munteanu I., Weiland T. RF & Microwave Simulation with the Finite Integration
Technique — From Component to System Design // Scientific Computing in
Electrical Engineering. Mathematics in Industry. — 2007. — Vol. 11, Part III. —
P. 247—260.
48. Taflove A., Hagness S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference
Time-Domain Method, Second Edition.— Norwood, MA: Artech House,
2000. — 866 p.
49. Yu W. et al. Parallel Finite-Difference Time-Domain Method. — Norwood, MA:
Artech House, 2006. — 271 p.
50. Yee K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving
Maxwell’s equations in isotropic media // IEEE Trans. Antennas and Propagat. —
1966. — Vol. 14, N 3. — P. 302—307.
51. Weiland T. Eine Methode zur Lösung der Maxwellschen Gleichungen für
sechskomponentige Felder auf diskreter Basis // AEÜ. — 1977. — Band 31,
Heft 3. — P. 116—120.
52. van Rienen U. Frequency Domain Analysis of Waveguides and Resonators with
FIT on Non-Orthogonal Triangular Grids // Progress In Electromagnetics
Research. — 2001. — PIER 32. — P. 357—381.
53. Weiland T. Finite Integration Method and Discrete Electromagnetism //
Computational Electromagnetics. Lecture Notes in Computational Science and
Engineering. — Berlin: Springer, 2003. — Vol. 28. — P. 183—198.
54. Weiland T. Time domain electromagnetic field computation with finite difference
methods // International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks,
Devices and Fields. — 1996. — Vol. 9, N 4. — P. 295—319.
55. van Rienen U., Weiland T. Triangular discretization method for the evaluation of
RF-Fields in cylindrically symmetric cavities // IEEE Transactions on
Magnetics. — 1985. — Vol. MAG-21, N 6. — P. 2317—2320.
56. Clemens M., Weiland T. Discrete Electromagnetism with the Finite Integration
Technique // Progress in Electromagnetics Research. — 2001. — PIER 32. —
P. 65—87.
137
57. Demenko A., Sykulski J.K., Wojciechowski R. On the Equivalence of Finite
Element and Finite Integration Formulations // IEEE Transactions on
Magnetics. — 2010. — Vol. 46, N 8. — P. 3169—3172.
58. Bossavit A., Kettunen L. Yee-like schemes on staggered cellular grids: A
synthesis between FIT and FEM approaches // IEEE Transactions on
Magnetics. — 2000. — Vol. 35, N 4. — P. 100—105.
59. Bracken J. E., Sun D., Cendes Z. J. S-domain Methods for Simultaneous Time
and Frequency Characterization of Electromagnetic Devices // IEEE Trans.
Microwave Theory Tech. — 1998.— Vol. 46, N 9. — P. 1277—1290.
60. CST Microwave Studio 2012 — Workflow & Solver Overview [Електронний
ресурс]. — 2012. — 122 p.
61. Combining Differential/Integral Methods and Time/Frequency Domain Analysis
to Solve Complex Antenna Problems [Електронний ресурс] // IEEE Long Island
Section MTT-S. — 2011. — Режим доступу до рес.:
http://www.ieee.li/pdf/viewgraphs/combining_methods_analysis_solve_antenna_
problems.pdf.
62. Weiland T. On the Numerical Solution of Maxwell’s Equations and Applications
in the Field of Accelerator Physics // Particle Accelerators. — 1984. —
Vol. 15.— P. 245—291.
63. Krietenstein B., Schuhmann R., Thoma P., Weiland T. The Perfect Boundary
Approximation Technique Facing The Big Challenge Of High Precision Field
Computation // Proc. of the XIX International Linear Accelerator Conference. —
1998. — Chicago, USA. — P. 860—862.
64. CST of America Inc. A Revolution in the Time Domain [Електронний ресурс] //
Microwave Journal's. — 2002. — N 8. — Режим доступу до журн.:
http://www.cst.com/Content/Documents/Journals/MWJournal_Aug_2002.pdf.
65. Poděbrad O., Clemens M., Weiland T. New Flexible Subgridding Scheme for the
Finite Integration Technique // IEEE Transactions on Magnetics. — 2003. —
Vol. 39 , N 3. — P. 1662—1665.
138
66. Thoma P., Weiland T. Numerical Stability of Finite Difference Time Domain
Methods // IEEE Transactions on Magnetics. — 1998. — Vol. 34 , N 5. —
P. 2740—2743.
67. Yun J., Shin P. Design Applications of Defected Ground Structures
[Електронний ресурс] // ANSYS, Inc. — Режим доступу до рес.:
http://www.ansoft.com/deliveringperformance/defectedground.pdf.
68. van Rienen U. Lecture Computational Electromagnetics [Електронний ресурс].
— Rostock. — 2008. — Режим доступу до рес.:
http://www.iae.uni-rostock.de/fileadmin/iaet/content/CEM5.pdf.
69. Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф., Нелін Є. А Ефективність неоднорідностей
електромагнітних кристалів // Вісн. НТУУ «КПІ». Серія — Радіотехніка.
Радіоапаратобудування. — 2010. — Вип. 40. — С. 141—143.
70. Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф. Пристрої фільтрації на основі
електромагнітних кристалів // 14-й міжнародний молодіжний форум
«Радіоелектроніка і молодь в ХХІ ст.» Зб. матеріалів форуму. — Харків:
ХНУРЕ. — 2010. — ч.1 — С. 145.
71. Патент України на корисну модель UA 47242 U, МПК (2009) H01P 3/08
Фотоннокристалічний пристрій / Тимофєєва Ю. Ф.; Назарько А. І.;
Нелін Є. А. — u200907359; заявл. 13.07.2009; опубл. 25.01.2010; Бюл. №2.
72. Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф., Нелін Є. А. Взаємодія електромагнітного
поля з неоднорідностями електромагнітних кристалів // Вісн. НТУУ «КПІ».
Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування — 2010. — Вип. 41. —
С. 65—68.
73. Патент України на корисну модель UA 43888 U, МПК (2009) H01P 3/08
Фотоннокристалічний пристрій / Тимофєєва Ю. Ф.; Назарько А. І.;
Нелін Є. А. — u200901849; заявл. 02.03.2009.; опубл. 10.09.2009; Бюл. №17.
74. Патент України на корисну модель UA 58413 U, МПК (2011.01) H01P 03/00
Електромагнітнокристалічний пристрій / Назарько А. І., Нелін Є. А. —
u201011608; заявл. 29.09.2010; опубл. 11.04.2011; Бюл. №7.
139
75. Патент України на корисну модель UA 60664 U, МПК (2011.01) H01P 03/00
Електромагнітнокристалічний пристрій / Назарько А. І., Нелін Є. А. —
u201014397; заявл. 01.12.2010; опубл. 25.06.2011; Бюл. №12.
76. Назарько А. И., Нелин Е. А. Трехмерные микрополосковые
кристаллоподобные неоднородности // МНПК «Современные
информационные и электронные технологии». — Одесса. — 2012 г. —
С. 317.
77. Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф. Аналіз ефективності неоднорідностей
кристалоподібних структур // Радіоелектроніка в ХХІ столітті. Матеріали ІІІ
науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених
радіотехнічного факультету НТУУ «КПІ». — 2009. — С. 117—119.
78. Назарько А. И., Нелин Е. А., Попсуй В. И., Тимофеева Ю. Ф. Узкополосный
частотный фильтр на основе кристаллоподобных неоднородностей //
ЖТФ. — 2010. — Т. 80, Вып. 10. — С. 148—149.
79. Купріна А. Д., Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф. Вплив форми
неоднорідностей на характеристики електромагнітних кристалів //
Радіоелектроніка в ХХІ столітті. Матеріали IV науково-технічної
конференції студентів, аспірантів та молодих вчених радіотехнічного
факультету НТУУ «КПІ». — 2010. — С. 99—102.
80. Біденко П. С., Назарько А. І. Мікросмужковий фільтр на основі двовимірних
неоднорідностей // Вісн. НТУУ «КПІ». Серія — Радіотехніка.
Радіоапаратобудування. — 2011. — Вип. 46. — С. 111—115.
81. Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф., Нелін Є. А., Іванов О. М. Моделювання
мікросмужкового аналога фотонного кристала // Вісн. НТУУ «КПІ». Серія
— Радіотехніка. Радіоапаратобудування. — 2008. — Вип. 36. — С. 101—
103.
82. Нелин Е. А. Импедансная модель для барьерных” задач квантовой
механики // УФН. — 2007. — Т. 177. — №3. — С. 307—313.
83. Hong J. S. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, Second Edition. —
Wiley, 2011. — 655 p.
140
84. Волошин, А. С. Исследование микрополосковых моделей полосно-пропускающих фильтров на одномерных фотонных кристаллах [Текст] :
дисс. ... кан. физ.-мат. наук : 01.04.03 / Волошин Александр Сергеевич —
Красноярск, 2006. — 134 c. — Библиогр.: с. 119—131.
85. Беляев Б. А., Волошин А. С., Шабанов В. Ф. Исследование
микрополосковых аналогов полосно-пропускающих фильтров на
одномерных фотонных кристаллах // Радиотехника и электроника. —
2006. — Т. 51, № 6. — С. 694—701.
86. Nazarko A. Electromagnetic Crystals Based on Low-Impedance Inhomogeneities
// Proc. XI International Conference The experience of designing and application
of CAD systems in microelectronics”. — Lviv-Polyana, Ukraine. — 2011. —
P. 1—4.
87. Назарько А. І. Електромагнітні кристали на основі низькоімпедансних
неоднорідностей // 15-й міжнародний молодіжний форум «Радіоелектроніка
і молодь в ХХІ ст.» Зб. матеріалів форуму. — Харків: ХНУРЕ. — 2011. —
том.1. — С.143—144.
88. Високовибірні резонансно-тунельні кристалоподібні пристрої обробки
сигналів [Текст] : звіт про НДР (заключ.) / НТУУ «КПІ» ; кер. Нелін Є. А.
викон.: Назарько А. І. [та ін.] — К., 2011. — 118 с. — Бібліогр.:
с. 112—118. — № держреєстрації НДР 0110U002398.
89. Назарько А. И., Тимофеева Ю. Ф., Нелин Е. А., Попсуй В. И. Повышение
зонной избирательности микрополосковых аналогов фотонных кристаллов //
Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. —
№ 6. — С. 38—41.
90. Розробка фізико-технічних основ наноелектронних кристалоподібних
пристроїв обробки сигналів [Текст] : звіт про НДР (заключ.) / НТУУ «КПІ» ;
кер. Нелін Є. А. викон.: Назарько А. І. [та ін.] — К., 2009. — 153 с. —
Бібліогр.: с. 141—153. — № держреєстрації НДР 0108U000622.
91. Назарько А. І., Тимофєєва Ю. Ф. Проектування частотного фільтра з
кристалоподібними неоднорідностями // Радіоелектроніка в ХХІ столітті.
141
Матеріали IV науково-технічної конференції студентів, аспірантів та
молодих вчених радіотехнічного факультету НТУУ «КПІ». — 2010. —
С. 123—126.
92. Назарько А. И., Тимофеева Ю. Ф. Микрополосковый частотный фильтр на
основе кристаллоподобных неоднородностей // Современные проблемы
радиотехники и телекоммуникаций «РТ-2010»: Материалы 6-ой междунар.
молодежной науч.-техн. конф. — Севастополь:. Изд-во СевНТУ. — 2010. —
С. 181.
93. Патент України на корисну модель UA 64315 U, МПК (2011.01) H01P 03/00
Електромагнітно-кристалічний відбивач / Назарько А. І., Нелін Є. А.,
Тимофєєва Ю. Ф. — u201102535; заявл. 03.03.2011; опубл. 10.11.2011;
Бюл. №21.
94. Патент України на корисну модель UA 55752 U, МПК (2011.01) H01P 3/00
Фотоннокристалічний пристрій з протифазними хвильовими
неоднорідностями / Тимофєєва Ю. Ф.; Назарько А. І.; Нелін Є. А.,
Попсуй В. І. — u201006791; заявл. 01.06.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. №24.
95. Патент України на винахід UA 97425 U, МПК (2012.01) H01P 3/00
Фотоннокристалічний пристрій з протифазними хвильовими
неоднорідностями / Тимофєєва Ю. Ф.; Назарько А. І.; Нелін Є. А.,
Попсуй В. І. — a201006790; заявл. 01.06.2010; опубл. 10.02.2012; Бюл. №3.
96. Нелин Е. А., Назарько А. И. Резонансная и полосовая фильтрация на основе
двухфазных кристаллоподобных структур // ЖТФ. — 2012. — Т. 82,
Вып. 10. — С. 128—130.
97. Gaylord T. K., Glytsis E. N., Brennan K. F. Semiconductor superlattice
interference filter design // J. Appl. Phys. — 1989. — Vol. 65, № 6. —
P. 2535—2540.
98. Qiao F., Zhang C., Wan J. et al. Photonic quantum-well structures: Multiple
channeled filtering phenomena // Appl. Phys. Lett. — 2000. — Vol. 77, N 23. —
P. 3698—3700.
142
99. Kee C-S., Kim J-E, Park H. Y. et al. Essential role of impedance in the formation
of acoustic band gaps // J. Appl. Phys. — 2000. — Vol. 87, N 4. —
P. 1593—1596.
100. Бом Д. Квантовая теория (2-е издание). — М.: Наука, 1965. — 727 с.
101. Нелин Е. А. Резонансные параметры двухбарьерных структур // Письма в
ЖТФ. — 2009. — Т.35, вып. 10. — С. 6—11.
102. Петров А. С. Планарные фильтры СВЧ. Состояние разработок и концепции
развития // Зарубежная радиоэлектроника. — 1997. — №6. — С . 40—51.
103. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. — 789 с.
(Kittel C. Introduction to Solid State Physics. 8th ed. — New York: John Wiley &
Sons, 2004 — 704 p.).
104. Нелин Е. А. Импедансные характеристики кристаллоподобных структур //
ЖТФ. — 2009. — Т. 79, вып. 7. — С. 27—31