миллиметрах, а волновое сопротивление Z − в омах. При 2≤ ε r ≤ 50 иW ≥ 0.2 погрешность этой формулы составляет около 4 %.

Очевидно, что наличие концевых емкостей C k на концах отрезка МПЛ эквивалентно его удлинению на каждом конце на величинуl =C k /C . Поэтому при расчете МПР в одномодовом приближении влияние волн высшего типа будет учтено, если конечную расчетную длинуl полоскового проводника укоротить на величинуl с каждого конца. Из (6.22) и (2.20)–(2.21) следует, что укорочение может быть вычислено по формуле

Рассмотренные здесь нерегулярные МПР содержат кроме разомкнутого конца еще одну нерегулярность – скачок ширины полоскового проводника. На нем также локализуются волны высшего типа. Они обеспечивают непрерывность напряженности электрического и магнитного поля по обе стороны поперечной плоскости, в которой состыковываются две МПЛ. Скачок ширины полоскового проводника также можно описать в рамках приближенной квазистатической модели. Однако эта модель более сложная, так как содержит не только параллельную емкость, но и последовательные индуктивности. Поэтому путем простого укорочения или удлинения резонатора учесть влияние волн высшего типа вблизи скачка ширины полоскового проводника не удается.

6.2. Фильтры СВЧ

Фильтрами СВЧ называют четырехполюсники, осуществляющие передачу колебаний СВЧ от источника (генератора) в согласованную нагрузку в соответствии с заданной частотной характеристикой. Частотная характеристика включает в себя амплитудную и фазовую характеристики. Амплитудночастотная характеристика (АЧХ) описывается функцией затуханияL (ω ) и функцией потерь на отражениеL r (ω ) .

Затухание определяется формулой

Индекс r вL r (ω ) от англ.return – возврат, отражение.

где P i n иP out – мощности на входе и выходе фильтра;S – матрица рассеяния фильтра;1 ,2 – номера входного и выходного портов фильтра.

Потери на отражение определяются формулой

где P r – отраженная от фильтра мощность.

Величины L иL r , определяемые формулами (6.24), (6.25), положительны, если фильтры не содержат усилителей.

Фазочастотная характеристика (ФЧХ) описывается функцией

фильтра. С функцией сдвига фазы тесно связано групповое время запаздывания τ =d ϕ /d ω .

Весь частотный диапазон фильтра СВЧ условно разделяют на полосы пропускания и полосы заграждения, между которыми располагаются переходные области. В полосе пропускания затухание фильтра минимально, а в полосе заграждения – максимально. С точки зрения минимизации фазовых искажений сигнала, групповое время τ (ω ) должно быть максимально постоянным, то есть должно иметь минимальную неравномерностьτ в полосе пропускания. Высокое затухание сигнала в полосе заграждения достигается за счет сильного отражения на входе фильтра.

По типу взаимного расположения полос пропускания и заграждения фильтры СВЧ разделяются на фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), полосно-пропускающие фильтры (ППФ), или полосовые фильтры (ПФ), и полосно-заграждающие фильтры (ПЗФ), или режекторные фильтры (РФ).

6.3. Синтез фильтров СВЧ

Синтезом фильтра СВЧ называют проектирование фильтра СВЧ с заданной АЧХ и другими заданными характеристиками. Синтез выполняется

в два этапа . На первом этапе осуществляется структурный синтез.

Индекс in отinput – вход, индексout отoutput – выход.

Иногда величины L иL r определяют с противоположным знаком.

Его задачей является выбор элементной базы, состава и структуры устройства СВЧ. Решение этой задачи зависит от накопленного опыта проектировщика. На втором этапе осуществляется параметрический синтез, задачей которого является определение значений параметров конструктивных элементов выбранной структуры, обеспечивающих заданную частотную характеристику.

Параметрический синтез, в свою очередь, бывает оптимизационным и прямым. При оптимизационном синтезе оптимальные значения конструктивных параметров, обеспечивающих заданные АЧХ, находятся последовательными приближениями . Сначала, исходя из имеющегося опыта, задаются начальные значения параметров элементов конструкции. Затем на каждой итерации определяется АЧХ, отвечающая текущим значениям конструктивных параметров. Эта АЧХ сравнивается с требуемой АЧХ и по результатам сравнения уточняются текущие значения конструктивных параметров. Итерации прекращаются, когда расхождение текущей и требуемой АЧХ не будет превышать допустимые пределы. Оптимизационный синтез применим к любым конструкциям фильтров.

Определение частотных характеристик по заданным значениям конструктивных параметров называют анализом фильтра СВЧ. Анализ может быть выполнен как экспериментально, так и теоретически. Точность теоретического анализа и его продолжительность в значительной мере зависят от выбранной математической модели фильтра СВЧ.

При нахождении поправок к текущим значениям конструктивных параметров используются различные методы оптимизации. Сущность стандартных методов оптимизации заключается в нахождении положения глобального минимума скалярной целевой функции в пространстве всех допустимых значений конструктивных параметров. Целевая функция есть аддитивный функционал текущей АЧХ, характеризующий степень ее отклонения от заданной АЧХ в контрольных точках. Ее можно задать различными формулами. Однако она должна быть всегда положительной и обращаться в нуль лишь при совпадении текущей и требуемой АЧХ в контрольных точках. Заметим, что как сама возможность достижения глобального минимума целевой функции, так и количество требуемых для этого итераций в значительной степени зависят от того, насколько близки будут начальные значения конструктивных параметров к значениям параметров в точке глобального минимума.

Оптимизационный синтез фильтров СВЧ обычно выполняют на компьютере с использованием какой-либо универсальной системы автоматизированного проектирования (САПР) устройств СВЧ, например, Microwave Office , CST Microwave Studio , Serenade . При этом разработчик, опираясь на свои специальные знания и опыт, должен сначала а) сформировать конструкцию фильтра из отдельных элементов, имеющихся в САПР, б) задать подходящие начальные значения параметрам элементов конструкции, в) построить целевую функцию, отвечающую всем требованиям к частотной характеристике фильтра, г) задать список конструктивных параметров, подлежащих оптимизации. Затем из многочисленного списка имеющихся в САПР стандартных методов оптимизации выбрать подходящий метод оптимизации и запустить его.

Вероятность успешного завершения оптимизационного синтеза зависит а) от соответствия возможностей выбранной конструкции фильтра техническому заданию, б) от правильности выбора списка оптимизируемых конструктивных параметров, в) от правильности задания начальных значений конструктивным параметрам, г) от выбора метода оптимизации. Продолжительность синтеза зависит от выбора начальных значений конструктивных параметров и от выбора метода оптимизации.

Оптимизационный синтез фильтров СВЧ можно значительно упростить, если САПР устройств СВЧ снабдить специальными знаниями о фильтрах, в том числе и готовыми конструкциями. Такие узкоспециализированные САПР называют экспертными системами (ЭС). Для проектирования полосно-пропускающих фильтров СВЧ удобно использовать экспертную систему Filtex32 . Она снабжена большим набором готовых конструкций полосковых и микрополосковых фильтров, содержащих от 2 до 6 резонаторов. Основное отличие системы Filtex32 от универсальных САПР СВЧ состоит в том, что в нее заложены специальные знания о полосно-пропус- кающих фильтрах и методах их оптимизации. К знаниям относятся как общие сведения о структуре связей резонаторов в фильтре и их влиянии на частотную характеристику фильтра, так и сведения об особенностях синтеза фильтра конкретной конструкции. По способу получения знания разделяют на априорные и апостериорные.

При прямом параметрическом синтезе значения конструктивных параметров фильтров СВЧ вычисляются по формулам. Такие формулы получают сравнением электрических параметров составляющих фильтр

СВЧ элементов с эквивалентными схемами на сосредоточенных элементах, то есть на L - и C -элементах. Схемы называют эквивалентными, если они имеют одинаковые электрические параметры вблизи рассматриваемой частоты, в данном случае вблизи центральной частоты полосы пропускания. Формулы прямого параметрического синтеза бывают как точными, так и приближенными.

Точные формулы синтеза можно получить только для фильтров СВЧ, которые построены из отрезков линий передачи с одинаковыми электрическими длинами θ . При выводе формул используется частотное преобразование РичардсаS (ω ) =i tg(θ ) и таблицы эквивалентных схем . Формулы применимы как для узких, так и широких полос пропускания. Для фильтров, содержащих несоразмерные отрезки линий или отрезки связанных линий с неоднородным диэлектрическим заполнением, точные формулы прямого синтеза получить не возможно.

При выводе приближенных формул синтеза используются фильтрыпрототипы нижних частот. Фильтрамипрототипами называют фильтры на сосредоточенных элементах с заданной неравномерностью затухания в полосе пропускания. Параметром малости приближенных формул прямого синтеза является относительная ширина полосы пропускания. Чем она уже, тем выше точность формул. Как правило, в формулах прямого синтеза не учитывается влияние поглощения мощности СВЧ.

Приближенные формулы синтеза применимы лишь к фильтрам СВЧ, в которых существуют электромагнитные связи только между ближайшими резонаторами, а дополнительные, параллельные связи отсутствуют. Существует две формы записи формул . Первая форма записи выражает значения параметров инверторов сопротивлений K i , i +1 или проводимостейJ i , i +1 на эквивалентной схеме фильтра СВЧ через параметры полосы пропускания. Вторая форма записи задает значения коэффициентов связиk i , i +1 для соседних пар резонаторов фильтра. Обе формы записи будут даны ниже.

Использование приближенных формул прямого синтеза сопряжено с решением определенных проблем. При использовании первой формы записи формул необходимо суметь в конструкции фильтра СВЧ выделить резонаторы и цепи связи между ними, аппроксимировать цепи связи инверторами сопротивлений или проводимостей и выразить параметры конструкции через

ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Борьба с электромагнитными помехами – важнейшая задача при создании РЭА СВЧ и, прежде всего, изделий микроэлектроники СВЧ. Подход к ее решению все более усложняют следующие факторы:
· возрастание функциональных возможностей и сложности изделий;
· миниатюризация;
· увеличение плотности компоновки и усиление взаимного влияния компонентов;
· повышение рабочих частот;
· рост требований к надежности и долговечности и вследствие этого – необходимость герметизации изделий.
Основное средство подавления меж- и внутрисистемных помех, а также развязки по СВЧ в цепях питания, управления и коммутации постоянного и переменного токов – помехоподавляющие фильтры нижних частот, защищающие аппаратуру от внешних и внутренних помех, распространяющихся от источника питания, а сеть питания – от помех, создаваемых изделием. Фильтры устанавливают в каждый незаземленный провод в цепи питания между источником и нагрузкой, по возможности как можно ближе к источнику помех.
Таким образом, из этого следует, что к фильтрам, применяемым в современных изделиях микроэлектроники СВЧ, предъявляются следующие основные требования : · миниатюрность;
· герметичность на уровне 10-9 – 10-11 м3·Па/с, определяемая скоростью натекания через фильтр;
· высокий уровень вносимого затухания в диапазоне частот от нескольких мегагерц до 18 ГГц;
· предотвращение повреждения фильтров при монтаже в изделие;
· возможность пайки фильтра в корпус изделия (без нарушения конструкции и ухудшения его параметров) при температуре кратковременного нагрева не ниже 230°C;
· низкая стоимость.
Именно по этим параметрам следует сравнивать отечественные и зарубежные помехоподавляющие фильтры, применяемые в микроэлектронике СВЧ. Еще раз подчеркнем: только фильтры для СВЧ-электроники. Другие области применения (силовая, автомобильная электроника, электротехнические изделия и др.) не являются объектом рассмотрения. Не рассматриваются и отечественные керамические трубчатые конденсаторы типов КТП, многослойные конденсаторы К10-54, LC- фильтры К10-78, а также соответствующие им зарубежные аналоги, поскольку их применение в микроэлектронике СВЧ ограничено.
Миниатюрность. Габаритные и присоединительные размеры фильтра, как и его массу, выбирают с учетом размеров и толщины стенки корпуса изделия, а также общего числа устанавливаемых фильтров. Для СВЧ-модулей разных типов требуется от нескольких до десяти и даже более фильтров. Толщина стенки корпусов модулей лежит в пределах 2–6 мм. Следовательно, диаметр корпуса фильтров для изделий микроэлектроники СВЧ должен быть не более 4 мм, длина – не более 10 мм, а масса – 1–2 г. Крупные фирмы США, Европы и Азии выпускают в совокупности 8000 типов фильтров . Но из-за требования миниатюрности большинство из этих фильтров приходится исключить из рассмотрения. К миниатюрным нельзя отнести и отечественные фильтры типов Б7-2, Б14, Б23А и Б23Б.
Герметичность. Существуют два способа герметизации фильтров. Первый – заливка обоих торцов его корпуса термостойким эпоксидным компаундом, иногда с последующим нанесением изоляционного лака. Этот способ использован во всех серийно выпускаемых отечественных фильтрах: Б7-2, Б14, Б23А, Б23 и Б24. Герметичность таких фильтров не регламентируется. Не имея отечественных миниатюрных герметичных фильтров, разработчики изделий микроэлектроники СВЧ вынуждены устанавливать негерметичный фильтр в шлюзовой отсек корпуса изделия, а герметичность обеспечивать применением металлостеклянного ввода, впаиваемого в его корпус. Выводы фильтра и ввода соединяют перемычкой. Этот прием вряд ли можно признать эффективным, если учесть еще, что в изделии используются несколько фильтров.
Второй способ – применение металлостеклянного спая. В этом случае обеспечивается вакуумная плотность фильтра – скорость натекания не превышает 10-11 м3·Па/с. Именно такие фильтры желательно применять в современной герметизированной РЭА СВЧ повышенной надежности и долговечности. Многие фильтры зарубежных фирм, герметизированные металлостеклянным спаем, имеют большую электрическую емкость (от десятых долей до нескольких микрофарад) и вследствие этого эффективно подавляют электромагнитные помехи с частотами более 10 кГц. Однако их габариты и масса велики и поэтому в микроэлектронике СВЧ такие фильтры не применяются. Миниатюрные C- и L-C-фильтры выпускают фирмы: Maxwell, Spectrum Control (США), Tusonix (Франция, США), Eurofarad (Франция) (табл.1).

ВНОСИМОЕ ЗАТУХАНИЕ В ЗАДАННОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ
Предварительные замечания. При изучении работ, посвященных отечественным фильтрам , возникает ряд вопросов. Во-первых, вносимое затухание (основной параметр фильтров) определяется в измерительной схеме с волновым сопротивлением 75 Ом. Однако в технике СВЧ общепринято значение волнового сопротивления 50 Ом, и зарубежные производители фильтров определяют вносимое затухание только в 50-Ом измерительной схеме. По-видимому, имеются и другие различия в методиках измерения. Известно, например, что зарубежные измерители КСВ и ослабления позволяют измерять вносимое затухание 60 дБ и более, а существующие отечественные – менее 40 дБ. Не этим ли объясняется низкое, по сравнению с зарубежными данными, значение вносимого затухания (35–45 дБ) фильтров Б7-2, Б14, Б23А? И чем подтверждается достоверность приводимого для фильтров Б24 и Б23Б вносимого затухания в 65–70 дБ? К сожалению, эти вопросы авторы работ не рассматривают.
Во-вторых, приведенные в работах значения вносимого затухания в некотором диапазоне частот для отечественных фильтров (исключая фильтры Б23Б и Б24) не являются информативным показателем. Как понимать, например, что у фильтра Б7-2 вносимое затухание в диапазоне частот 100–200 МГц равно 35 дБ, если на частоте 100 МГц (а это частота среза) оно равно 3 дБ? Для установления истинных параметров помехоподавления приходится обращаться к техническим условиям. Только в них, как и во всех зарубежных источниках, приведены значения вносимого затухания на фиксированных частотах рабочего диапазона, по которым можно просмотреть частотную зависимость вносимого затухания.
И наконец, при анализе данных работ непонятно, почему для фильтров с одинаковой индуктивностью 0,05 мкГн типов Б7-2 (номинальная емкость 4700пФ) и Б14 (3300 и 4700 пФ) верхняя частота помехоподавления ограничена величиной 1,5 ГГц, а для фильтра Б23А (емкость 1000 и 1500 пФ) – 10 ГГц?
Несмотря на эти замечания, сравним вносимое затухание аналогичных отечественных и зарубежных фильтров. Габариты и масса фильтров Б7-2, Б14 и Б23А велики, уровень вносимого затухания мал (35–45 дБ), недостаточен и гарантированный частотный диапазон помехоподавления (исключая Б23А). Поэтому из всех отечественных фильтров имеет смысл отсановиться только на наиболее преспективных Рi-фильтрах Б24. Это серия фильтров с номинальной емкостью от 43 до 10000 пФ и индуктивностью от 0,03 до 1,8 мкГн. Значение вносимого затухания на высоких частотах достигает 65–70 дБ. Частота среза для фильтров с емкостью 10000 пФ равна 0,7 МГц.
Проведенный нами статистический анализ параметров большого числа зарубежных фильтров показал, что при емкости 100 пФ частота среза равна 100 МГц, при 1500 пФ – 10 МГц, а при 10000 пФ – менее 1 МГц. Уровень вносимого затухания фильтров зарубежных производителей на частотах более 1 ГГц составляет 60–70 дБ. Таким образом, по своим электрическим параметрам отечественные фильтры Б24 действительно не уступают зарубежным.

ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА ФИЛЬТРОВ В КОРПУСА ИЗДЕЛИЙ
Допустимая температура нагрева. Конструкция всех отечественных фильтров, основы которой были разработаны еще в 60-е годы прошлого века, имеет две отличительные черты:
· использование керамического трубчатого конденсатора в качестве элемента корпуса фильтров Б7-2, Б23А, Б24 (варианты а и б). В фильтрах Б14 и Б24 (вариант в) на конденсатор припаивается резьбовая втулка, являющаяся элементом крепления и служащая для отвода помех "на землю" , но это принципиально не меняет сути конструкции;
· применение эпоксидного компаунда для герметизации фильтров.
В связи с этим монтаж фильтров в корпуса изделий возможен только путем вклеивания или низкотемпературной пайки в течение менее 4 с припоями типа ПОСК50-18 (температура плавления 145°C) паяльником с температурой жала 200±10°C. Перегрев более чем на 10°C недопустим. Соединение выводов фильтров с электрической схемой необходимо выполнять пайкой припоями ПОСК50-18 или ПСрОС-58. При этом рекомендуется применять теплоотвод от контактного узла фильтра, поскольку перегрев приводит к размягчению компаунда и смещению вывода, а также к возникновению трещин в керамическом корпусе, что хорошо известно тем, кто имел дело с отечественными фильтрами.
При монтаже фильтров необходимо соблюдать осторожность, так как изгибающие нагрузки, крутящие моменты более 0,025 кгс·м и удары приводят к образованию трещин и сколов керамики и могут вывести фильтры из строя . Между тем многих этих недостатков можно было бы избежать, если, подобно зарубежным фирмам, изготавливать фильтры в металлических корпусах и герметизировать их металлостеклянным спаем.
Фильтры, выпускаемые различными зарубежными фирмами, близки по своим конструктивным и электрическим параметрам. Поэтому ограничимся кратким анализом фильтров фирмы Eurofarad (см. рисунок), недавно появившихся на отечественном рынке. Эти фильтры герметизированы с одного торца металлостеклянным спаем, а с другого – термостойким компаундом. Допустимая предельная температура кратковременного (не более 6 с) нагрева фильтров при пайке в корпуса изделий составляет 275±5°C. Металлические корпус и выводы фильтра покрыты серебром или золотом. Диапазон рабочих температур фильтров серии FC030 составляет -55–175°C, остальных серий – от -55 до 125°C.
В отечественных и зарубежных фильтрах применяются миниатюрные керамические трубчатые и многослойные дисковые конденсаторы. Они в значительной степени определяют основные параметры фильтров, поэтому фирмы-изготовители фильтров обычно имеют собственное керамическое производство. Уровень технологии изготовления конденсаторов в нашей стране и за рубежом можно сравнить хотя бы по точности их размеров (табл.2). Результаты сравнения в комментариях не нуждаются. Ясно только, что конденсаторы ОАО "Кулон" с недопустимо большим разбросом размеров по наружному и внутреннему диаметрам непригодны для установки (впаивания) в герметичные металлостеклянные корпуса фильтров.
Стоимость фильтров. Фильтр Б24 стоит менее 2 долл. Цена фильтров зарубежных фирм в зависимости от их назначения, сложности конструкции и объема поставляемой партии, по имеющимся у автора данным, составляет 2–10 долл. Для изделий микроэлектроники СВЧ желательно применять фильтры, соответствующие военным стандартам, а такие фильтры, естественно, стоят дороже.

ЕСТЬ ЛИ АЛЬТЕРНАТИВА МИНИАТЮРНЫМ ГЕРМЕТИЧНЫМ ЗАРУБЕЖНЫМ ФИЛЬТРАМ?
Вследствие отсутствия отечественных серийно выпускаемых фильтров, удовлетворяющих требованиям современной микроэлектроники СВЧ, предприятие ФГУП "НПП "Исток" было вынуждено разработать и освоить выпуск миниатюрных герметичных L-C-фильтров в металлических корпусах (см. табл.1) . В конденсаторах для разработанных фильтров применены трубки с высокоточными размерами из керамики Т10000 (группа Н90) и Т-150 производства РУНПП "Монолит" (см. табл.2). В конструкции фильтров не используются органические материалы. Металлические поверхности корпуса и выводы фильтра покрыты сплавом палладий-никель. Благодаря этому допустимая температура кратковременного нагрева фильтров при пайке составляет 320°C, что при сборке изделий позволяет проводить ступенчатую пайку.
Созданные фильтры предназначены для обеспечения разработок и собственного производства предприятия. Но кроме этого они поставляются ещё более чем 25 предприятиям электронной техники. Годовой объём выпуска фильтров сравнительно невелик (20–25 тыс. шт.), поэтому их стоимость достаточно высока и сравнима с ценой зарубежных аналогов. Однако высокая стоимость оправдана высоким качеством фильтров. К сожалению, перспектива промышленного выпуска разработанных фильтров пока не просматривается.

ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗРАБОТОК ПРОМЫШЛЕННЫХ ФИЛЬТРОВ
Эти направления сформулированы в работе . Во-первых, – применение новых термостабильных керамических материалов при изготовлении конденсаторов фильтров. Во-вторых, – создание фильтров с номинальными напряжением до 1000 В и током до 200 А. В-третьих, – разработка C- и L-C-фильтров в металлических корпусах, подобных зарубежным Bolt-in-Filters. И наконец, – создание многозвенных фильтров, фильтров для "наплатного" монтажа и фильтров с варисторной защитой.
Из этих направлений для микроэлектроники СВЧ наибольший интерес представляют первое и третье. Актуальность создания и применения новых термостабильных материалов для конденсаторов несомненна. Вопрос лишь в том, будут ли выпускаться на основе таких материалов достаточно дешёвые миниатюрные трубчатые и многослойные дисковые конденсаторы с точными размерами. Важно также, что планируется разработка фильтров в металлических корпусах.
Но что понимается под зарубежным прототипом Bolt-in-Filters? Ведь обычно это резьбовые фильтры, герметизированные компаундом . Их более точное название – Resin Style Bolt-in-Filters или Bolt Style Epoxy Seals. Хотелось бы, чтобы в качестве прототипа были выбраны Bolt Style Hermetic Filters – резьбовые фильтры, герметизированные металлостеклянным спаем. Если этого не сделать, то в ближайшие годы в нашей стране не появятся миниатюрные герметичные промышленные фильтры и останутся связанные с этим проблемы.

ПОДВОДЯ ИТОГИ
Из всех серийно выпускаемых отечественной промышленностью фильтров для микроэлектроники СВЧ только фильтр типа Б24 конкурентоспособен с зарубежными аналогами. Эти фильтры дешевле зарубежных и не уступают им по таким основным параметрам, как миниатюрность, номинальная электрическая емкость, вносимое затухание в широком диапазоне частот.
Вместе с тем, миниатюрные зарубежные фильтры, герметизированные металлостеклянным спаем, превосходят фильтр типа Б24 по таким показателям, как герметичность, допустимая температура кратковременного нагрева, степень повреждаемости при установке и пайке в изделия.

ТАК КАКИЕ ЖЕ ФИЛЬТРЫ ЛУЧШЕ: ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ИЛИ ЗАРУБЕЖНЫЕ?
Автор стремился дать объективную оценку достоинств и недостатков отечественных помехоподавляющих фильтров. Выбор же отечественного или зарубежного фильтра остается за разработчиками конкретных изделий микроэлектроники СВЧ. Несомненно только, что отечественная микроэлектроника СВЧ должна базироваться на отечественных компонентах, в том числе и фильтрах, не уступающих по своим параметрам зарубежным аналогам.

Литература
1. Воловик М. Отечественные керамические проходные конденсаторы и фильтры для подавления электромагнитных помех.– Компоненты и технология, 2002, №5, с. 8–11.
2. Воловик М., Смирнов В. Керамические проходные конденсаторы и фильтры нижних частот. Состояние и перспективы развития. – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2004, №7, с. 36–40.
3. Джуринский К. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ. – М.: Агентство "Издательский сервис", 2003 – 128 с.
4. ОАО "Кулон". Каталог, 2004.
5. "EMI RFI Filters. Product Catalog 029 фирмы Eurofarad". New Issue, 2003.
6. Каталог фирмы Maxwell Technologies Energy Produсt (Sierra- KD components), 2000.
7. EMI/RFI Filters. Каталог 4000R4 фирмы Tusonix Inc, 2003.
8. EMI Filtering Product Guide. Innovative. EMC Solution. Каталог фирмы Spectrum Control Inc. ISO 9001, 1997.
9. Джуринский К. Миниатюрные помехоподавляющие фильтры для РЭА СВЧ. – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2001, №3, с.24–30.
10. Джуринский К. Зарубежные и отечественные миниатюрные фильтры нижних частот для подавления помех в РЭА СВЧ. Справочные материалы по электронной технике.– НПП "Исток", 1998, 42 с.
11. РУНПП " Монолит". Каталог, 2003.

Вред микроволновой печи. Исследования

Институт питания Академии наук РФ провел экспертизу пищи, приготовленной в микроволновой печи. Проверялся уровень сохранения витаминов во время приготовления овощных и мясных блюд. И результат превзошел все ожидания - даже самый ценный» витамин С сохранился после обработки в печи на 75-98%. А при традиционных способах приготовления сохранность этого витамина не превышает 30-60%.

Однако подумайте сами, если мы готовим пищу в микроволновой печи быстрее, чем обычно и при температуре не выше температуры кипячения воды, то опасность сохранения всякого рода бактерий и хлорсодержащей органики весьма не малая.
Если мы просто разогреваем продукты или готовые блюда в микроволновой печи при не высокой температуре, то это всегда потеря изначальных вкусовых свойств, а может быть и провокация размножения всякой микрофлоры в долго хранящихся или неправильно хранящихся продуктах. Ну а, если мы готовим пищу без воды или в малых количествах воды, то куда же деваться всяким тяжелым металлам, нитратам и нитритам?
Надо просто себе представлять, что происходит, когда вы используете тот или иной способ приготовления пищи.
Советские исследования о вреде микроволновой печи
В СССР в 1976 году микроволновые печи были запрещены из-за их вредного воздействия на здоровье, поскольку в отношении них было проведено множество исследований. Запрет был снят вначале 90-х после Перестройки.
Вот некоторые из результатов исследований
Микроволны:
1. Ускоряют структурный распад продуктов.
2. В молоке и зерновых культурах создают канцерогенные вещества.
3. Изменяют элементарный состав продуктов питания, вызывая расстройства пищеварения.
4 . Изменяют химию пищи, что может привести к сбоям лимфатической системы и разрушению способности организма защищать себя от злокачественных опухолей.
5. Приводят к росту процента раковых клеток в крови.
6. Приводят к злокачественным опухолям желудка и кишечника, общей дегенерации периферической клетчатки, а также постепенному разрушению пищеварительной и выводящих систем у статистически высокого процента людей.
7. Снижает способность тела усваивать витамины B-комплекса, витамин С, витамин Е, необходимые минералы и липотропики (вещества, способствующие ускорению распада жиров в организме).
8. Микроволновое поле рядом с печью также вызывает проблемы со здоровьем.
9. Нагревание приготовленного мяса в микроволновке вызывает появление d-нитрозодиэтаноламина (широко известный канцероагент), дестабилизацию биомолекулярных соединений активного протеина,
создание канцероагентов в соединениях гидролизата белка в молоке и зерновых культурах.
10. Микроволновое излучение также вызывает изменение (распад) в катаболическом поведении глюкозид- и галактозид- элементов в замороженных фруктах, если размораживать их в СВЧ-печи.
11. Вызывают изменение поведения катаболических растительных алкалоидов в сырых, приготовленных или замороженных овощах, которые были подвержены излучению даже на короткий срок.
12. Вызывающие рак свободные радикалы формировались в определённых молекулярных структурах микроэлементов в веществах растительного происхождения, в особенности в сырых корнеплодах.
13. Те, кто принимал подвергшуюся обработке микроволновым излучением пищу, показали более высокий статистический уровень желудочно-кишечных раковых заболеваний, а также общую дегенерацию периферической клетчатки с постепенным разрушением функций пищеварительной и выделительной системы.
«Рост широкого дефицита питательных веществ в западном мире почти идеально коррелирует с появлением микроволновых печей. Это не случайно. Микроволновые печи разогревают пищу путём создания процесса молекулярного трения, но именно это самое трение быстро уничтожает хрупкие молекулы витаминов и фитонутриентов (растительных лекарственных средств), естественным образом содержащихся в пище. Одно исследование показывает, что нагревание микроволнами уничтожает до 97 процентов питательной ценности (витамины и другие растительные питательные вещества, которые предотвращают болезни, повышают иммунитет и укрепляют здоровье)».
Существует много исследований в отношении микроволновых печей и эффектов, которые они могут оказывать на человеческое тело. Окончательные исследования ещё не были опубликованы, однако если хоть что-то из вышесказанного имеет признаки отрицательного влияния на пищу, можно только представить, какие эффекты эти последствия будут оказывать на организм человека. Так что если можете обойтись без использования микроволновки – обходитесь. Даже если это всего лишь позволит сохранить питательную ценность и качество вашей пищи.

Как работает микроволновая печь
Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны, которые перемещаются со скоростью света (299,79 км в секунду). В современной технике микроволны используются в микроволновой печи, для междугородной и международной телефонной связи, передачи телевизионных программ, работы Интернета на Земле и через спутники. Но микроволны наиболее известны нам в качестве источника энергии для приготовления пищи − микроволновая печь.
Каждая микроволновая печь содержит магнетрон, в котором электроны, заряжаются от электромагнитных полей таким образом, чтобы производить микроволновое излучение, равное 2450 Мегагерц (МГц) или 2,45 Гигагерц (ГГц). Это микроволновое излучение и взаимодействует с молекулами пищи.
Магнетрон в микроволновой печи является самой важной составляющей частью. Именно он является источником СВЧ-нагрева в микроволновой печи. Молекулы пищи - особенно молекулы воды – имеют положительно и отрицательно заряженные частицы, на подобие южного и северного полюсов Земли.
Микроволны «бомбят» молекулы пищи, заставляя полярные молекулы вращаться с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду. Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. В научном мире этот процесс называется структурной изомерией.
Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения.
Кто изобрел микроволновые печи
Нацисты, для своих военных операций изобрели микроволновую плиту - "radiomissor", для приготовления пищи, которые собирались использовать в войне с Россией. Время, затраченное на приготовление пищи в этом случае резко уменьшалось, что давало возможность, сосредоточится на других задачах.
После войны союзники обнаружили документы медицинских исследований, проводимые немцами с микроволновыми печами. Эти документы, а также некоторые рабочие модели, были переданы Соединенным Штатам на "дальнейшие научные исследования". Русские также получили ряд таких моделей и провели тщательное изучение их биологического воздействия. Как результат, применение микроволновых печей в СССР было категорически запрещено. Советы опубликовали международное предупреждение о вредных для здоровья веществах, биологических и экологических, получаемых при воздействии микроволн.
Другие восточноевропейские ученые также выявили вредное воздействие СВЧ-излучений и создали жесткие экологические ограничения на их использования.
Микроволновки небезопасны для детей
Некоторые из аминокислот L - пролина, входящие в состав молока матери, а также в молочные смеси для детей, под воздействием микроволн преобразуются в d-изомеры, которые, считаются нейротоксичными (деформируют нервную систему) и нефротоксичными (ядовитыми для почек). Это беда, что многих детей вскармливают на искусственных заменителях молока (детское питание), которые становятся ещё более токсичными с помощью микроволновых печей.
Научные данные и факты
В сравнительном исследовании «Приготовление пищи в микроволновой печи», опубликованном в 1992 году в США, говорится:
«С медицинской точки зрения, считается, что введение в человеческий организм молекул подвергшихся воздействию микроволн, имеет гораздо больше шансов причинить вред, чем пользу. Пища из микроволновой печи содержит микроволновую энергию в молекулах, которая не присутствует в пищевых продуктах приготовленных традиционным путём».
Искусственно созданные в микроволновой печи СВЧ волны, на основе переменного тока, производят около миллиарда изменений полярности в каждой молекуле за секунду. Деформация молекул в этом случае неизбежна. Было отмечено, что аминокислоты, содержащиеся в пище, подвергаются изомерным изменениям, а также преобразуются в токсичные формы, под воздействием микроволн, производимых в микроволновой печи. Проведённое краткосрочное исследование вызвало значительное беспокойство изменением состава крови людей, употреблявших разогретые в микроволновой печи молоко и овощи. Восемь других добровольцев, питались теми же продуктами, но приготовленными традиционными способами. Все продукты, которые были обработаны в микроволновых печах, вели к изменениям в крови добровольцев. Уровень гемоглобина снизился, а уровень холестерина повысился.

Швейцарские клинические исследования
Д-р Ханс Ульрих Хертел, участвовала в подобном исследовании, и на протяжении многих лет работала в одной из крупных швейцарских компаний. Несколько лет назад она была уволена со своей должности за разглашение результатов этих экспериментов. В 1991 году она и профессор Лозаннского Университета опубликовали исследование, свидетельствующее о том, что пища, приготовленная в микроволновой печи, может создавать угрозу для здоровья, по сравнению с пищей приготовленной традиционными способами. Статья также изложена в журнале «Франц Вебер» №19, в которой было сказано, что потребление продуктов питания, приготовленных в микроволновых печах, несёт злокачественное воздействие на кровь.
Д-р Хертел была первым ученым, которая осуществила клиническое исследование по воздействию пищи из микроволновой печи на кровь и физиологию человеческого организма. Это небольшое исследование выявило дегенеративные силы, возникающие в микроволновых печах и продуктах питания, обработанных в них. Научные заключения показали, что приготовление пищи в микроволновой печи, изменяет питательный состав веществ в пище. Это исследование было проведено вместе с д-ром Бернардом Х. Бланом из Швейцарского федерального института технологий и Института биохимии.
В промежутках от двух до пяти дней, добровольцы получали один из следующих вариантов питания на голодный желудок: (1) сырое молоко; (2) то же молоко, разогретое традиционным способом; (3) пастеризованное молоко; (4) то же молоко, разогретое в микроволновой печи; (5) свежие овощи; (6) те же овощи, приготовленные традиционно; (7) замороженные овощи, размороженные традиционным способом; и (8) те же овощи, приготовленные в микроволновой печи.
Пробы крови производились у добровольцев, непосредственно перед каждым приёмом пищи. Затем производился анализ крови в определенные промежутки времени после приёма молока и растительных продуктов.
Значительные изменения были обнаружены в крови в интервалах приёма пищи, подвергшейся воздействию микроволновой печи. Эти изменения включали сокращение гемоглобина и изменение состава холестерина, особенно соотношение HDL (хороший холестерин) и LDL (плохой холестерин). Увеличивалось кол-во Лимфоцитов (белые кровяные клетки). Все эти показатели свидетельствуют о дегенерации. Кроме того, часть СВЧ-энергии, остаётся в пище, употребляя которую человек подвергается воздействию СВЧ излучения.
Излучение приводит к разрушению и деформации молекул пищи. Микроволновая печь создает новые соединения, не существующие в природе, называемые радиолитическими. Радиолитические соединений создают молекулярную гниль - как прямое следствие радиации.
Изготовители микроволновок заявляют, что пища из микроволновой печи не имеет большой разницы в составе, по сравнению с пищей, обработанной традиционными способами. Научные клинические данные, представлены здесь, свидетельствуют о том, что это просто ложь.
Ни один государственный университет в США не провёл ни одного исследования по воздействию измёнённой пищи в микроволновой печи на организм человека. Не является ли это немного странным? Зато есть масса исследований, о том, что произойдёт, если дверь микроволновки, не закрыта. Вновь здравый смысл подсказывает нам, что их внимание должно быть уделено тому, что происходит с пищей, приготовленной в микроволновой печи. Остаётся только догадываться как молекулярная гниль из микроволновки отразится на Вашем здоровье в будущем!
Канцерогены из микроволновки
В статье журнала «Earthletter» в марте и сентябре 1991 года, д-р Лита Ли, приводит некоторые факты о работе микроволновых печей. В частности, она заявила, что все микроволновые печи имеют утечки электромагнитного излучения, а также ухудшают качество пищи, преобразуя её вещества, в токсичные и канцерогенные соединения. Резюме исследований, кратко изложенные в этой статье, показывают, что микроволновые печи, приносят на много больший вред, чем представлялось ранее.
Ниже приводится резюме Российских исследований опубликованных «Atlantis Raising Educational Center» в Портленде, штат Орегон. В них говорится, что канцерогены были сформированы практически во всех пищевых продуктах подвергнутых микроволновому облучению. Вот резюме некоторых из этих результатов:
Приготовление мяса в микроволновой печи, несёт собой формирование известного канцерогена -d Nitrosodienthanolamines.
Некоторые из аминокислот, содержащихся в продуктах из молока и зерновых, трансформировали в канцерогены.
Размораживание некоторых замороженных фруктов, преобразует в их составе glucoside galactoside канцерогенных веществ.
Уже короткое воздействие микроволн на свежие, приготовленные или замороженные овощи преобразует в их составе алкалоиды в канцерогены.
Канцерогенные свободные радикалы были сформированы под воздействие на растительную пищу, особенно корнеплоды. Также сокращалась их питательная ценность.
Российские учёные также обнаружили снижение питательности пищи при воздействии на неё микроволн от 60 до 90%!
Последствия воздействия канцерогенов
Создание раковых агентов в белковых соединениях - hydrolysate. В молоке и зерновых это природные белки, которые под воздействием микроволновки разрываются и смешиваются с молекулами воды, создавая канцерогенные образования.
Изменение элементарных питательных веществ, следствие - расстройства в пищеварительной системе, вызываемые нарушением метаболических процессов.
Из-за химических изменений в пищевых продуктах, были замечены сдвиги в лимфатической системе, приводящие к дегенерации иммунной системы.
Поглощение облучённой пищи, приводит к повышению процента раковых клеток в сыворотке крови.
Разморозка и разогрев овощей и фруктов, приводит к окислению содержащихся в их составе алкогольных соединений.
Воздействие микроволн на сырые овощи, особенно корнеплоды способствует образованию в минеральных соединениях свободных радикалов, вызывающих раковые заболевания.
Вследствие питания продуктами, приготовленными в микроволновой печи, возникает предрасположенность к развитию рака кишечных тканей, а также общую дегенерацию периферийных тканей с постепенным разрушением функций пищеварительной системы.
Непосредственное нахождение вблизи микроволновой печи. Вызывает, по мнению Российских учёных следующие проблемы:
Деформация состава крови и лимфатических областей;
Вырождения и дестабилизации внутреннего потенциала клеточных мембран;
Нарушение электрических нервных импульсов в головном мозге;
Вырождения и распад нервных окончаний и потерю энергии в области нервные центров как в передней так задней центральной и вегетативной нервной систем;
В долгосрочной перспективе совокупная потеря жизненно важной энергии, животных и растений, которые находятся в радиусе 500 метров от оборудодования.

Готовить или не готовить пищу в микроволновке – каждый решает для себя сам. Микроволновая печь значительно сокращает время приготовления, разогрева и размораживания продуктов, что немаловажно в нашей сегодняшней жизни. Так или иначе, многие из нас будут готовить или употреблять пищу приготовленную в микроволновой печи. Возможно, будут полезными советы и рецепты приготовления блюд в микроволновке.

Принцип работы печи основан на эффекте взаимодействия электромагнитных волн дециметрового диапазона и полярных молекул пищи (жидкости). Под воздействием электромагнитных волн молекулы начинают двигаться. В результате их столкновений выделяется тепловая энергия, за счет которой и повышается температура пищи.

Радиоволны (чаще всего используется частота 2450 МГц) поглощаются пищей, проникая в нее снаружи на глубину 2-3 см. Часто мы слышим утверждение о том, что микроволны разогревают продукт изнутри. Это не соответствует действительности: волны проникают в пищу именно через поверхность.

Эффект "разогрева изнутри" мы можем наблюдать, если положим в печь сухой снаружи и влажный внутри продукт (например, кусок подсохшего хлеба). Дело в том, что микроволны не взаимодействуют с сухими непроводящими материалами. Поэтому в случае с хлебом разогрев начинается глубже, чем обычно - там, где сосредоточена влага.

Магнетрон - ключевой элемент микроволновой печи. Он и производит микроволны. Источником высоковольтного питания для магнетрона является трансформатор.

Микроволны пропускаются по специальному каналу (волноводу), который заканчивается отверстием, прозрачным для радиочастот. Отверстие выходит непосредственно в рабочую камеру.

Когда микроволны не поглощаются пищей, они отражаются от стенок камеры обратно в волновод, что вызывает искрение. Длительное искрение может повредить магнетрон. В этой связи важно не допускать включения пустой микроволновой печи. Если вы помещаете в печь небольшое количество пищи, рекомендуется поставить в нее и стакан с водой для дополнительного поглощения микроволн.

Выходное отверстие волновода размещают в боковой стене или днище рабочей камеры. Существуют печи с несколькими волноводами - это служит более равномерному распределению микроволн. Для равномерного наполнения камеры излучением в печь может устанавливаться распределитель микроволн. В тех же целях прибор снабжают поворотным столом.

Инверторная печь отличается от обычной наличием электронного блока по управлению мощностью магнетрона (инвертора) и отсутствием трансформатора.

При наличии инвертора меняется схема подачи волн в рабочую камеру печи. В неинверторной печи мощность магнетрона постоянна, а сам он работает дискретно.

Эффект неинверторного магнетрона сравним с эффектом от газовой конфорки, которую включают и выключают в процессе разогрева (приготовления) пищи. При этом мощность конфорки во включенном состоянии всегда одинакова. В таком режиме структура продукта повреждается; может произойти пересушивание, потеря формы.

В инверторной печи магнетрон работает постоянно, а его мощность меняется - она, как правило, плавно снижается к концу приготовления (разогрева). Такой режим положительно сказывается на качестве готового (разогретого) продукта.

Отсутствие трансформатора снижает вес прибора и позволяет оснастить печь более вместительной рабочей камерой.

При подготовке данного материала мы проверили опытным путем как принцип работы магнетрона, так и качество готовых продуктов. Тот факт, что инверторный магнетрон работает постоянно, не выключаясь, подтвержден с помощью специальной "светодиодной тарелки" (ее светодиоды загораются при поступлении микроволн в рабочую камеру).

Единственным, по сути, недостатком инверторной печи является ее цена, которая несколько выше цены обычной печи. Впрочем, разрыв в ценах постепенно сокращается.

Если раньше инверторная микроволновка стоила в среднем на 50% дороже обычной, сегодня разница не столь существенна. Так, например, стоимость инверторной печи Panasonic NN-GD392S составляет порядка 5,5 тыс. руб., а обычной печи Panasonic NN-GD392S - 4,5 тыс. руб.

Вместе с тем, уже многим пользователям на собственном опыте удалось убедиться, что "умная" работа инвертора способствует более качественному приготовлению пищи.

Продукты не пересушиваются, не теряют форму и структуру. Щадящий режим сохраняет в пище больше витаминов. Кроме того, инверторная печь экономит кухонное пространство и потребляет меньше энергии.

Благодаря высокому качеству приготовленной пищи большинство специалистов отдают предпочтение именно инверторным микроволновым печам.