Патенты автора Скрипаль Александр Владимирович (RU)
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для одновременного определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрических структур в сверхвысокочастотном диапазоне, и может найти применение для неразрушающего контроля электрофизических параметров производимых диэлектрических подложек и структур для устройств СВЧ-электроники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей одновременного определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрических структур, применяемых в качестве диэлектрического наполнения сверхвысокочастотных коаксиальных кабелей. Изобретение представляет собой способ определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрических структур, включающий размещение диэлектрической структуры в области нарушения периодичности СВЧ фотонного кристалла, облучение фотонного кристалла, содержащего измеряемую диэлектрическую структуру, электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона, измерение частотных зависимостей коэффициентов прохождения и отражения в запрещенной зоне в окрестности дефектной моды, расчет с помощью ЭВМ искомых значений, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения наиболее близки к измеренным, при этом, в качестве фотонного кристалла используют коаксиальный сверхвысокочастотный фотонный кристалл, представляющий собой последовательно соединенные отрезки коаксиальной линии передачи, пространство между внешним и внутренним проводником каждого отрезка полностью заполнено диэлектриком, при этом относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического заполнения периодически изменяется вдоль направления распространения электромагнитной волны, подбирают значения длин и относительных диэлектрических проницаемостей диэлектрических заполнений чередующихся отрезков коаксиальной линии передачи таким образом, чтобы обеспечить кратность их электрических длин, приводящую к формированию фотонных запрещенных зон равной глубины на частотных зависимостях коэффициентов прохождения электромагнитного излучения, нарушение периодичности СВЧ фотонного кристалла создают в центральном отрезке коаксиального фотонного кристалла, что приводит к формированию дефектных мод в нескольких фотонных запрещенных зонах, рассчитывают распределение поля электромагнитной волны внутри коаксиального фотонного кристалла вдоль направления распространения электромагнитной волны на частотах, соответствующих дефектным модам в фотонных запрещенных зонах, фиксируют узлы и пучности стоячей электромагнитной волны внутри коаксиального фотонного кристалла, выбирают дефектную моду, на частоте которой в области расположения диэлектрической структуры в центральном отрезке коаксиального фотонного кристалла наблюдается пучность стоячей волны. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 ил.
СВЧ фотонный кристалл // 2698561
Использование: для создания СВЧ фотонного кристалла. Сущность изобретения заключается в том, что СВЧ фотонный кристалл выполнен в виде прямоугольного волновода, содержащего периодически чередующиеся в направлении распространения электромагнитного излучения металлические элементы, по крайней мере одну n–i–p–i–n диодную структуру в центральном элементе и источник питания, согласно решению металлические элементы выполнены в виде штырей, в количестве не менее пяти, расположенных вдоль продольной оси широкой стенки волновода, при этом центральный штырь гальванически соединен с обеими противоположными стенками волновода, имеет разрыв для размещения диодной n–i–p–i–n структуры, n-области которой соединены с противоположными концами центрального штыря, а p-область соединена с положительным полюсом источника питания, штыри, расположенные справа и слева от центрального, ближайшие к нему, имеют емкостные зазоры у одной из широких стенок волновода и выполнены с возможностью регулировки величины этих зазоров, последующие штыри, расположенные слева и справа от ближайших к центральному, имеют емкостные зазоры меньшей величины у противоположной широкой стенки, при этом диаметр центрального штыря меньше диаметров остальных штырей. Технический результат: обеспечение возможности достижения указанной величины диапазона регулировки мощности при уменьшении продольного размера СВЧ фотонного кристалла и сокращении, даже до одного, количества управляющих элементов в виде полупроводниковых n–i–p–i–n-диодов. 4 ил.
ГАЗОВЫЙ СВЧ-СЕНСОР // 2679458
Использование: для детектирования малых концентраций различных газов и летучих соединений. Сущность изобретения заключается в том, что газовый СВЧ-сенсор содержит микрополосковую линию с заземляющим металлическим слоем и резонатор со слоем газоактивного материала на его поверхности, резонатор выполнен в виде микрополоскового гребенчатого конденсатора, встроенного в разрыв микрополосковой линии между её входом и выходом, и петлевого элемента, СВЧ-сенсор содержит цепь управления, которая состоит из p–i–n-диода, электрического фильтрующего элемента и источника управляющего напряжения, СВЧ-сенсор содержит металлическое основание, на котором размещены микрополосковая линия, p–i–n-диод и электрический фильтрующий элемент, при этом один конец петлевого элемента соединен с выходом микрополосковой линии, а второй конец петлевого элемента соединен с металлическим основанием, отрицательный полюс p–i–n-диода соединен с металлическим основанием, а положительный полюс p–i–n-диода подключен к источнику управляющего напряжения через фильтрующий элемент, причем петлевой элемент одним или более витками огибает p–i–n-диод, а заземляющий металлический слой микрополосковой линии гальванически соединен с металлическим основанием. Технический результат: обеспечение возможности повышения чувствительности газового СВЧ сенсора в широком диапазоне концентраций исследуемого газа. 8 ил.
СВЧ фотонный кристалл // 2658113
Использование: для измерений с использованием СВЧ техники. Сущность изобретения заключается в том, что СВЧ фотонный кристалл выполнен в виде прямоугольного волновода, содержащего четные и нечетные элементы, периодически чередующиеся в направлении распространения электромагнитного излучения, нечетные элементы фотонного кристалла выполнены в виде прямоугольных металлических резонансных диафрагм с прямоугольными отверстиями, длинные стороны которых параллельны широкой стенке волновода, полностью перекрывающими волновод по поперечному сечению, четные элементы фотонного кристалла представляют собой отрезки прямоугольного волновода между диафрагмами, причем две диафрагмы являются крайними элементами фотонного кристалла, а одна центральной, при этом СВЧ фотонный кристалл дополнительно содержит согласованную нагрузку, соединенную с одним концом фотонного кристалла, Y-циркулятор, один из выходов которого соединен с противоположным концом фотонного кристалла, источник постоянного напряжения, в отверстии центральной диафрагмы размещена, по крайней мере, одна n–i–p–i–n диодная структура, n-области которой гальванически соединены с длинными сторонами отверстия заземленной диафрагмы, p-область n–i–p–i–n диодной структуры соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения, размеры отверстий резонансных диафрагм, кроме центральной диафрагмы, составляют: длина a0=20⋅a/23 и ширина b0=b/5, толщина диафрагм составляет 0,0005⋅b<d<0,003⋅b, длина четных элементов L составляет 1,8⋅b<L<2,5⋅b, при этом a и b – размеры широкой и узкой стенок волновода, соответственно. Технический результат: достижение частотной независимости коэффициента прохождения электромагнитной волны в разрешенной зоне СВЧ фотонного кристалла при обеспечении возможности электрического управления характеристиками примесной моды затухания колебаний. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ВЫСОКОЙ КРАТНОСТИ // 2628993
Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к СВЧ-умножителям частоты высокой кратности, применяемым для получения сигнала высокой частоты с низким уровнем фазового шума в выходном сигнале. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Умножитель частоты включает согласующую цепь входного сигнала, на входе которой стоит первый конденсатор, параллельно которому на землю включен второй конденсатор, последовательно включена первая катушка индуктивности, выход которой подключен к параллельно включенным третьему конденсатору и резистору, а также к входу второй катушки индуктивности, выход которой соединен с анодом первого диода и катодом второго диода, катод и анод которых соответственно соединены с земляной шиной, выход второй катушки индуктивности гальванически соединен с входным элементом узкополосного пропускающего фильтра, выполненного в микрополосковом исполнении в виде встречных шпильковых резонаторов, последовательно расположенных между входным и выходным элементами фильтра, согласно решению содержит n–i–p–i–n-диод, одна n-область которого гальванически соединена с входным элементом микрополоскового фильтра, другая n-область n–i–p–i–n-диода гальванически соединена с первым шпильковым резонатором полосно-пропускающего фильтра, p-область n–i–p–i–n-диода через нагрузочное сопротивление соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Использование: для одновременного определения толщины полуизолирующей подложки, толщины и удельной электропроводности нанесенного на нее сильнолегированного слоя и подвижности свободных носителей заряда в этом слое. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения параметров полупроводниковой структуры, состоящей из полуизолирующей подложки с нанесенным на нее сильнолегированным слоем, включает размещение полупроводниковой структуры на границе нарушенного центрального слоя одномерного волноводного СВЧ фотонного кристалла, полностью заполняющего прямоугольный волновод по поперечному сечению, облучение фотонного кристалла электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, измерение проводят при двух различных ориентациях полупроводниковой структуры относительно направления распространения электромагнитной волны: «сильнолегированный слой–полуизолирующая подложка» и «полуизолирующая подложка–сильнолегированный слой», рассчитывают значения толщины полуизолирующей подложки, толщины и удельной электропроводности нанесенного на нее сильнолегированного слоя, при которых измеренные частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения при двух различных ориентациях полупроводниковой структуры наиболее близки к теоретическим частотным зависимостям, затем размещают полупроводниковую структуру после фотонного кристалла перпендикулярно широкой стенке волновода в центре его поперечного сечения, облучают фотонный кристалл электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измеряют частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, подвергают полупроводниковую структуру воздействию внешнего магнитного поля, вектор магнитной индукции которого направлен перпендикулярно узкой стенке волновода, облучают фотонный кристалл электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измеряют частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона при воздействии магнитного поля, рассчитывают значение подвижности свободных носителей заряда в сильнолегированном слое, при котором измеренные частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения в отсутствие внешнего магнитного поля и при воздействии магнитного поля с индукцией наиболее близки к теоретическим частотным зависимостям, полученным с учетом рассчитанных значений толщины полуизолирующей подложки, толщины и удельной электропроводности нанесенного на нее сильнолегированного слоя. Технический результат - обеспечение возможности определения четырех параметров полупроводниковых структур. 12 ил.
ВОЛНОВОДНАЯ СОГЛАСОВАННАЯ НАГРУЗКА // 2601612
Изобретение относится к области радиотехники и радиоэлектроники и может быть использовано для поглощения электромагнитного излучения на выходе сверхвысокочастного волноведущего тракта, а также входить в состав сложных сверхвысокочастотных функциональных узлов и устройств. Волноводная согласованная нагрузка включает размещенные в короткозамкнутом отрезке волновода первый и второй относительно направления распространения электромагнитной волны основные диэлектрические слои и расположенный между ними металлический слой нанометровой толщины, причем плоскости слоев ориентированы перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны, при этом волноводная согласованная нагрузка согласно изобретению содержит дополнительный диэлектрический слой, расположенный перед первым основным диэлектрическим слоем и обладающий величиной относительной диэлектрической проницаемости, меньшей величины относительной диэлектрической проницаемости первого основного диэлектрического слоя, а также содержит по крайней мере один согласующий диэлектрический слой, расположенный между дополнительным диэлектрическим слоем и первым основным диэлектрическим слоем и/или между металлическим слоем и вторым основным диэлектрическим слоем, при этом величина относительной диэлектрической проницаемости согласующих диэлектрических слоев меньше величины диэлектрической проницаемости первого основного диэлектрического слоя и увеличивается по направлению к металлическому слою, а величина относительной диэлектрической проницаемости согласующих диэлектрических слоев, расположенных между металлическим слоем и вторым основным диэлектрическим слоем, меньше величины диэлектрической проницаемости второго основного диэлектрического слоя и увеличивается по направлению от металлического слоя. Изобретение обеспечивает возможность создания широкополосной волноводной нагрузки для поглощения СВЧ-излучения с расширенным рабочим диапазоном частот, технологически простой в изготовлении и с малыми продольными габаритами. 4 з.п. ф-лы, 10 ил., 8 табл., 8 пр.
НИЗКОРАЗМЕРНЫЙ СВЧ ФОТОННЫЙ КРИСТАЛЛ // 2587405
Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в устройствах измерительной техники. Технический результат - уменьшение продольного размера фотонного кристалла вдоль направления распространения электромагнитной волны до величины, меньшей длины волны основного типа. Для этого в качестве элементов волноводного СВЧ фотонного кристалла, образующих периодическую последовательность, используют диэлектрические слои, полностью заполняющие волновод по перечному сечению, и тонкие металлические пластины, частично перекрывающие сечение волновода и образующие зазор между пластиной и широкой стенкой волновода по всей ее длине, при этом зазоры между нечетными металлическими пластинами и волноводом расположены у верхней широкой стенки волновода, а зазоры между четными металлическими пластинами и волноводом - у нижней широкой стенки волновода. 4 ил.
Изобретение относится к устройствам обработки и коммутации СВЧ-сигналов на полупроводниковых приборах и предназначено для использования в телекоммуникационных системах, электрически управляемых устройствах СВЧ-электроники, таких как полосовые или селективные фильтры, антенны, перестраиваемые генераторы. Техническим результатом является создание волноводной СВЧ-структуры с электрически управляемыми характеристиками разрешенных и запрещенных зон при уменьшенных прямых потерях. Для этого в волноводную структуру с разрешенными и запрещенными зонами, содержащую диафрагму с рамочными элементами связи, расположенными по обе стороны диафрагмы, и полупроводниковый элемент с электрически управляемой проводимостью, введена по крайней мере в один рамочный элемент по крайней мере одна неоднородность типа «штырь с зазором», в зазор одной из которых помещен полупроводниковый элемент с электрически управляемой проводимостью. 5 ил.
Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано, в частности, для поглощения электромагнитной волны на выходе СВЧ-волноводного тракта. Технический результат - расширение рабочей полосы частот и уменьшение продольных размеров согласованной нагрузки. Для этого микрополосковая согласованная нагрузка, состоящая из последовательно соединенных отрезков микрополосковой линий передачи, содержит не менее семи чередующихся отрезков микрополосковой линии передачи с различным поверхностным сопротивлением, крайними из которых являются отрезки с малым поверхностным сопротивлением, и не менее двух пар разомкнутых шлейфов, расположенных симметрично по разные стороны от микрополосковой линии, каждый из которых выполнен в виде двух последовательно соединенных отрезков микрополосковой линии передачи с большим и малым поверхностным сопротивлением. Поглощающие свойства согласованной нагрузки определяются совокупностью как поглощающих свойств отрезков микрополосковой линии и шлейфов с большим поверхностным сопротивлением, так и топологией структуры. Количество отрезков полосковых линий, их топология и электрические параметры выбираются таким образом, чтобы в выбранном частотном диапазоне величины коэффициентов стоячей волны и прохождения были меньше заданных значений. 19 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости и толщин нанометровых проводящих пленок, нанесенных на подложку из диэлектрического материала. Технический результат заключается в повышении чувствительности и расширении функциональных возможностей. Устройство для определения параметров металлодиэлектрических структур, содержащее волноведущую систему, соединенную с цилиндрическим резонатором, в отверстии корпуса которого размещен элемент связи, отличающееся тем, что элемент связи является измерительным и изготовлен в виде регулируемой четвертьволновой рамки, один конец которой соединен с корпусом цилиндрического резонатора, а другой - выполнен в виде острия, помещенного в диэлектрическую вставку, размещенную в отверстии корпуса цилиндрического резонатора, и выступающего за внешние границы резонатора на величину, много меньшую длины стоячей электромагнитной волны основного типа цилиндрического резонатора; устройство содержит дополнительный элемент связи, предназначенный для ввода/вывода электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, выполненный в виде двух соединенных между собой одним концом металлических четвертьволновых рамок, помещенных в диэлектрическую вставку, расположенную в отверстии между волноведущей системой и корпусом цилиндрического резонатора, причем первая рамка выполнена с возможностью поворота ее плоскости и находится во внутренней полости цилиндрического резонатора, а вторая - в волноведущей системе, другие концы рамок соединены с корпусом цилиндрического резонатора и волноведущей системой соответственно; в волноведущей системе размещен одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, представляющий собой периодически чередующиеся слои двух типов, слои первого типа имеют постоянное значение величины относительной диэлектрической проницаемости намного большее единицы, слои второго типа - близкое к единице, общее число слоев и число слоев второго типа - нечетное, крайними в структуре фотонного кристалла являются слои первого типа, толщина слоев первого типа намного меньше толщины слоев второго типа, при этом сумма электрических длин слоев первого и второго типа равна половине длины электромагнитной волны, соответствующей середине используемого частотного диапазона, толщина центрального слоя фотонного кристалла составляет одну четвертую толщины слоя второго типа. 4 ил.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых эпитаксиальных слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка». Способ определения электропроводности и толщины полупроводникового слоя включает облучение слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, согласно решению, используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, в котором создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя. Предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри центрального слоя на новом расстоянии от его границы или изменяют толщину центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры или при новом значении толщины центрального слоя, рассчитывают с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы центрального слоя до исследуемой полупроводниковой структуры или при двух значениях толщины центрального слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений. 8 ил.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике с применением видеотехнологий и может быть использовано для определения межэлектродного расстояния в системе расположенных на малом расстоянии один над другим по вертикали и полностью перекрывающихся электродов сложной геометрической формы для электронных ламп в случае отсутствия возможности наблюдения межэлектродного расстояния сбоку перпендикулярно нормали к плоскостям электродов
СКАНИРУЮЩИЙ ЗОНДОВЫЙ МИКРОСКОП // 2461839
Изобретение относится к электронно-измерительной технике и нанотехнологиям и предназначено в том числе для использования со сканирующим зондовым микроскопом (СЗМ) при исследовании микро- и нанорельефа поверхности
Изобретение относится к устройствам обработки и коммутации СВЧ-сигналов на полупроводниковых приборах и предназначено для использования в телекоммуникационных системах, электрически управляемых устройствах СВЧ-электроники, таких как полосовые или селективные фильтры, антенны, перестраиваемые генераторы
Изобретение относится к измерительной технике и служит для измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь жидких сред
Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в частотно-селективных устройствах измерительной техники
Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано как самостоятельно для поглощения электромагнитной волны на выходе СВЧ-волноводного тракта, так и в качестве элементов более сложных функциональных устройств: направленных ответвителей, сумматоров мощности, измерительных мостов, фильтров и т.д
Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения сорбентов для очистки водных сред от органических примесей
Изобретение относится к области биологии, экологии и кардиологии
Изобретение относится к области технологии тонких пленок и многослойных наноструктур и может быть использовано в микро- и наноэлектронике и оптике
ИНДИКАТОР КАЧЕСТВА ВОДЫ // 2332660
Изобретение относится к области санитарной гигиены и промышленной экологии и может быть использовано для определения концентрации растворенных в воде солей
ИЗМЕРИТЕЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ // 2330272
Изобретение относится к области санитарной гигиены и промышленной экологии и может быть использовано для определения концентрации растворенных в воде солей
Изобретение относится к области технологии тонких пленок и многослойных наноструктур
Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для дистанционного контроля жизнедеятельности организма
АВТОДИННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ // 2290629
Изобретение относится к области санитарной гигиены и промышленной экологии и может быть использовано для определения концентрации растворенных в воде солей
