Fin line, its characteristics and analysis methods

Abstract

ÖZET İNCE DİK YÜZEY İLETKENÜ HATLARIN (FIN-LINE) TANIMI, KARAKTERİSTİKLERİ VE ANALİZ FİETODLARI KARATEPE, Kudret Yüksek Lisans Tezi, E. E. Müh. Böl. Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Canan Toker Ağustos 1987, 147 sayfa Bugünkü üretim tekniğinde milimetrik dalga devrele rinin entegrasyonunda ve devre elemanlarının imalinde düzeysel hatlardan (planar lines) fazlasıyla istifade edilmektedir. Mikroşerit (microstrip lines), yüzeyleri askılı şerit (suspended substrate lines) ve eşyüzeyli şerit (coplanar lines) tekniklerinden başka, devrelerin gerçek leştirilmesinde yüksek esneklik sağlayan ince hat (Fin line) tekniğinden de istifade edilmeye başlanmıştır. Fin line ' ların teorik ve deneysel araştırmaları konusunda 19 74 yılından bugüne kadar birçok yayın ve konferans yapılmıştır. Bu tezde, bugüne kadar Fin line 'lar konusunda yapılan çalışmalar özetlenmiş ve sonlu hatların analiz metodları açıklanmıştır. özellikle analiz metodları ve sonlu hat karakteristikleri ikinci bölümde anlatılmıştır. - v -özellikle yüksek mi lime trik -dalga frekanslarında, hesaplanan ve ölçülen değerler arasında, tatmin edici olmayan, farklılıklar görülmüştür. Bunun nedeni olarak da fin üne metalinin kalınlığı ve dalga kılavuzu (waveguide) içine gömme derinliği etkisinin gözönüne alınmayışı göste rilmektedir. Bunların etkileri konusunda yapılan yayınlar üçüncü bölümde işlenmiştir. Fin line1 lar özellikle milimetrik-dalga devrelerinin empedans değişiminde kullanılma maksatlı olmasından dolayı empedans karaktaristiği ve dağılma katsayıları ayrı bir bölüm olarak dördüncü bölümde incelenmiştir. Fin line ' ların kullanılmasıyla tasarlanan bazı devre lerden örnekler beşinci bölümde konu edilmiştir. 5.5 alt bölümde ise bugünkü milimetrik dalga sistemi imalatçıları nın sonlu hat tekniği kullanarak imal ettikleri cihazlar dan örnekler verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Fin üne, Gömme etkisi, Empedans uyuşumu, Mikrodalga devre ve sistem leri. - vı -

ABSTRACT FIN LINE, ITS CHARACTERISTICS AND ANALYSIS METHODS KARATEPE, Kudret M.Sc. in E.E. Eng. Supervisor: Prof. Dr. Canan Toker August 19 87, 147 pages In newly developed mi 11 ime ter -wave circuits, planar lines are used to integrate components and subsystems. Besides microstrip lines, suspended substrate lines and coplanar lines, especially fin lines, are employed, which lead to a high flexibility in the realisation of the circuits. Up to now, several papers have been published describing experimental and theoretical investigations of fin lines. In this thesis it is aimed to make a study on the literature and to compare the analytical methods and numerical analysis of them. Also to make a better understanding of what the fin line is for future works with fin lines. All the experimental and analytical solutions are - iii -taken from the papers published so far. The analysis methods and the characteristics of fin line are explained in section two. The agreement of measured and calculated propagation constants generaly is unsatisfactory. This especially is true for high millimeter-wave frequencies. The discrepan cies result from neglecting the effects of the finite metallization thickness of the fins and from neglecting the effects of the slits in the fin line mounts. Those effects have been discussed in Section 3. Scattering coefficient and characteristic impedance calculations are presented in Section 4, Typical circuit configurations and circuit elements designing by fin line are submitted in Section 5. In Subsection 5.5 the integrated millimeter wave systems and subsystems using fin line technologies are showed. Key Words: Fin line, Groove effects, Impedance transformation, Microwave circuits and systems. - iv -