Современная электроника №2/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 29 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2019 ков видно, что нитрид алюминия во всём диапазоне сверхвысоких частот от 8 до 17 ГГц обладает высоким коэффи- циентом радиоотражения, т.е. отража- ет практически все электромагнитные волны. Карбид кремния отражает элек- тромагнитные волны лишь частично. После сравнений эксперименталь- ных значений с теоретическими стало ясно, что электромагнитные свойства в диапазоне частот 8…17 ГГц отлич- ны от данных, полученных на частоте 1 МГц. Экспериментальным путём было определено, что значение диэлектриче- ской постоянной для карбида кремния в районе сверхвысоких частот состав- ляет около 12. Затем были изготовлены многослой- ные панели, состоящие из двух или трёх слоёв разных толщин. Схемы панелей представлены на рисунке 4. В скобках указана толщина пластин. Результаты измерений коэффициента радиоотра- жения электромагнитной энергии для многослойных панелей из различных сочетаний материалов представлены на рисунке 5. Как видно из графика, для данных материалов на частотах 8…11 и 13…17 ГГц коэффициент радиоотра- жения очень мал и составляет 5–10%, а на частоте 11…13 ГГц наблюдается значительное отражение, составляю- щее 60–70%. Таким же образом были проведены измерения для панелей, состоящих из последовательных слоёв карбида крем- ния и нитрида алюминия. Схемы пане- лей представлены на рисунке 6. Резуль- таты измерений коэффициента радио- отражения электромагнитной энергии на сверхвысоких частотах для данных панелей приведены на рисунке 7. Как видно из графика, на частотах 8…11 и 13…15 ГГц коэффициент радиоотраже- ния составляет 0–10% (менее − 20 дБ), т.е. материал на этих частотах отража- ет 5–10% электромагнитных волн, а на частотах 11…13 и 15…18 ГГц измерен- ный коэффициент составляет − 2 дБ и отражает до 70% электромагнитных волн. Для перекрытия «провала» на часто- тах 11…13 ГГц в исследованные мно- гослойные поглотители был введён дополнительный слой, состоящий из органического компонента (эпок- сидной смолы) и марганец-цинково- го феррита. Важным преимуществом дополнительного слоя является его «широкополосность» и эффективность поглощения излучения в широком диа- пазоне частот. Марганец-цинковые Плитка AIN (1 мм) Плитка AIN (1 мм) Металлическая пластина (2 мм) Металлическая пластина (2 мм) Металлическая пластина (2 мм) Плитка SiC Плитка SiC Плитка SiC Плитка AIN (0,63 мм) Плитка AIN (0,63 мм) Рис. 4. Схема пластины размерами 200 × 200 мм, состоящей из различных последовательностей слоёв: а) слоя карбида кремния и слоя нитрида алюминия; б) слоя нитрида алюминия и слоя карбида кремния; в) слоя карбида кремния и двух слоёв нитрида алюминия Рис. 5. Результаты измерений коэффициента радиоотражения электромагнитной энергии на сверхвысоких частотах для панелей из различных сочетаний слоёв карбида кремния и нитрида алюминия Рис. 6. Схема панелей размерами 200 × 200 мм, состоящих из: а) двух слоёв карбида кремния с нитридом алюминия; б) двух слоёв нитрида алюминия и одного слоя карбида кремния а в б Частота, ГГц Коэффициент рпдиоотражения 8 10 12 14 16 18 SiC-AIN-cт AIN-SiC-ст AIN-AIN-SiC-ст 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,2 0 0,1 Плитка AIN (1 мм) Плитка AIN (1 мм) Металлическая пластина (2 мм) Металлическая пластина (2 мм) Плитка SiC Плитка SiC Плитка SiC Плитка AIN (0,63 мм) б а Частота, ГГц Коэффициент радиоотражения 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 AIN-SiC-AIN SiC-AIN-SiC 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Рис. 7. Результаты измерений коэффициента радиоотражения электромагнитной энергии на сверхвысоких частотах для панелей, состоящих из слоёв карбида кремния и нитрида алюминия